Органический солнечный элемент

Органический солнечный элемент ( OSC [ 1 ] ) или пластиковый солнечный элемент - это тип фотоэлектрического, который использует органическую электронику , ветвь электроники, которая занимается проводящими органическими полимерами или небольшими органическими молекулами, [ 2 ] для поглощения света и переноса заряда для производства электричества от солнечного света с помощью фотоэлектрического эффекта . Большинство органических фотоэлектрических клеток представляют собой полимерные солнечные клетки .

Молекулы, используемые в органических солнечных батареях, обрабатываются раствором при высокой пропускной способности и являются дешевыми, что приводит к низким производственным затратам для изготовления большого объема. [ 3 ] В сочетании с гибкостью органических молекул органические солнечные элементы потенциально экономически эффективно для фотоэлектрических применений. [ 4 ] инженерия ( например, изменение длины и функциональной группы полимеров Молекулярная ) может изменить зону полосы , что обеспечивает электронную настроение. Коэффициент оптического поглощения органических молекул высок, поэтому большое количество света может быть поглощено небольшим количеством материалов, обычно по порядку сотен нанометров. Основными недостатками, связанными с органическими фотоэлектрическими клетками, являются низкая эффективность , низкая стабильность и низкая прочность по сравнению с неорганическими фотоэлектрическими клетками, такими как кремниевые солнечные клетки .
По сравнению с устройствами на основе кремния полимерные солнечные элементы являются легкими (что важно для небольших автономных датчиков), потенциально одноразовые и недорогие для изготовления (иногда используя печатную электронику ), гибкую, настраиваемое на молекулярном уровне и потенциально оказывают меньшее побочное воздействие на окружающую среду. Полимерные солнечные элементы также могут проявлять прозрачность, предполагая применение в окнах, стенах, гибкой электронике и т. Д. Пример устройства показан на рис. 1. Недостатки полимерных солнечных элементов также являются серьезными: они предлагают около 1/3 из эффективность твердых материалов и испытывает существенную фотохимическую деградацию. [ 5 ]
Проблемы стабильности полимерных солнечных элементов, [ 6 ] в сочетании с их обещанием низких затрат [ 7 ] и потенциал повышения эффективности [ 8 ] сделали их популярной областью в исследованиях солнечных элементов. В 2015 году полимерные солнечные элементы достигали эффективности более 10% с помощью тандемной структуры. [ 9 ] была достигнута новая рекордная эффективность 19,3% В 2023 году Гонконгский университет . [ 10 ]
Физика
[ редактировать ]
Фотоэлектрическая ячейка представляет собой специализированный полупроводниковый диод, который преобразует свет в электричество постоянного тока (DC). В зависимости от запрещенной разрыва светопоглощающего материала фотоэлектрические клетки также могут преобразовать низкоэнергетические, инфракрасные (IR) или высокоэнергетические, ультрафиолетовые (УФ) фотоны в электричество постоянного тока. Распространенной характеристикой как малых молекул, так и полимеров (рис. 3), используемых в качестве поглощающего света материала в фотоэлектрической форме, является то, что все они имеют большие сопряженные системы . Составленная система образуется, где углерода атомы ковалентно связываются с чередующимися одному и двойными связями. Эти углеводороды «электроны PZ -орбитали делокализуются и образуют делокализованную π -орбиталь с π* антиспонентной орбиталью. Делокализованная π -орбиталь является самой высокой занятой молекулярной орбиталью ( HOMO ), а π* орбиталь является самой низкой незанятой молекулярной орбиталью ( LUMO ). В органической физике полупроводников HOMO берет роль валентной полосы , в то время как Lumo служит группой проводимости . Распределение энергии между уровнями энергии HOMO и LUMO считается запрещенной разрывом органических электронных материалов и обычно находится в диапазоне 1–4 этот . [ 11 ]
Весь свет с энергией, превышающий полосу, может быть поглощен полосой, хотя существует компромисс для снижения полосной разрыва, поскольку фотоны, поглощенные энергиями, выше, чем полоса. и эффективность преобразования власти. Когда эти материалы поглощают фотон , создается возбужденное состояние и ограничивается молекулой или областью полимерной цепи. Взволнованное состояние можно рассматривать как экситон , или электрон-отверстия, связанная вместе электростатическими взаимодействиями. В фотоэлектрических клетках экситоны разбиваются на свободные пары электронов с помощью эффективных полей. Эффективные поля создаются путем создания гетероперехода между двумя разнородными материалами. В органических фотоэлектрических показателях эффективные поля разбивают экситоны, заставляя электрон падать от полосы проводимости поглотителя в полосу проводимости акцепторной молекулы. Необходимо, чтобы акцепторный материал имел край проводимости, который ниже, чем у материала поглотителя. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]
|
Полимерные солнечные элементы обычно состоят из электрон или проводящего слоя, блокирующего электрон или отверстий, надгробного поведения оксида олова (ITO), за которым следует донор электронов и акцептор электронов (в случае солнечных элементов с объемным гетеропереходом), отверстие или блокировка электронов слой и металлический электрод сверху. Природа и порядок блокирующих слоев - а также природа металлического электрода - зависит от того, следует ли ячейка с регулярной или инвертированной архитектурой устройства. В перевернутой ячейке электрические заряды выходят из устройства в противоположном направлении, как в нормальном устройстве, потому что положительные и отрицательные электроды обращаются вспять. Инвертированные клетки могут использовать катоды из более подходящего материала; Перевернутые OPV пользуются более длительным сроком службы, чем регулярно структурированные OPV, и они обычно демонстрируют более высокую эффективность по сравнению с обычными аналогами. [ 16 ]
В солнечных элементах полимерного гетеропереходного полимера свет создает экситоны. Последующее разделение заряда в интерфейсе между донором электрона и смесей акцептора в активном слое устройства. Затем эти заряды транспортируются в электроды устройства, где заряды вытекают за пределы ячейки, выполняют работу, а затем снова въехали на противоположную сторону. Эффективность ячейки ограничена несколькими факторами, особенно не считываемой рекомбинацией . Мобильность отверстий приводит к более быстрой проводимости через активное слой. [ 17 ] [ 18 ]
Органические фотоэлектрические материалы изготовлены из электронов доноров и электронных акцепторных материалов, а не с полупроводниковыми перекрестками P-N . Молекулы, образующие электронную область доноров органических фотоэлектрических ячеек, где экситонных генерируются пары электронных отверстий, как правило, конъюгируют полимеры, обладающие делокализованными π-электронами , которые возникают в результате углеродной гибридизации. Эти π -электроны могут быть возбуждены светом в или рядом с видимой частью спектра из самой высокой молекулярной молекулярной орбитали молекулы до самой низкой незанятой молекулярной орбитали (LUMO), обозначенной π -π* переходом. Энергетическая полосатая полоса между этими орбиталями определяет, какая длина волны (ы) света может быть поглощена .
В отличие от неорганического кристаллического материала PV -клеток , с его полосной структурой и делокализованными электронами, экситоны в органических фотоэлектрических веществах сильно связаны с энергией между 0,1 и 1,4 эВ . Это сильное связывание происходит потому, что электронные волновые функции в органических молекулах более локализованы, а электростатическое притяжение может, таким образом, держать электрон и отверстие вместе как экситон. Электрон и отверстие могут быть диссоциированы, предоставляя границу раздела, через который уменьшается химический потенциал электронов. Материал, который поглощает фотон, является донором, а материал, получающий электрон, называется акцептором. На рис. 3 полимерная цепь является донором, а фульлерен - акцептор. Даже после диссоциации электрон и отверстие все еще могут быть соединены как « пара из бесконечника », и электрическое поле затем требуется для их разделения. Электрон и отверстие должны быть собраны на контактах. Если мобильность носителя заряда недостаточна, носители не достигнут контактов и вместо этого рекомбинируют на участках ловушек или останутся на устройстве в качестве нежелательных зарядов пространства, которые выступают против потока новых носителей. Последняя проблема может возникнуть, если подвижность электронов и отверстий не совпадает. В этом случае космический заряд ограниченного фототока (SCLP) определяет производительность устройства.
Органическая фотоэлектрическая фотоэлектрика может быть изготовлена с помощью активного полимера и электронного акцептора на основе фуллерена. Освещение этой системы видимым светом приводит к переносу электрона от полимера в молекулу фуллерена. В результате образование фотоиндуцированной квазичастицы или полярона (P + ), происходит на полимерной цепи, а фуллерен становится радикальным анионом ( С −
60 ). Поляроны очень мобильные и могут рассеять.
Типы соединения
[ редактировать ]В органических солнечных элементах соединения являются интерфейсами между различными слоями или материалами в структуре устройства. Эти интерфейсы способствуют разделению и сбору носителей заряда (электронов и отверстий), которые генерируются при поглощении солнечного света. Свойства и структуры этих соединений влияют на эффективность, стабильность и общую производительность органических солнечных элементов.
Самое простое органическое фотоэлектрическое устройство имеет плоскую гетеропереход (рис. 1). Пленка органического активного материала (полимер или малая молекула), донорского или электронного акцептора, зажат между контактами. Экстаноты, созданные в активном материале, могут диффундировать перед рекомбинацией и отдельными, отверстиями и электронами диффундируют в его конкретный сборный электрод. Поскольку носители заряда имеют диффузионную длину всего 3–10 нм в типичных аморфных органических полупроводниках , плоские клетки должны быть тонкими, но тонкие клетки поглощают свет менее хорошо. Сложные гетеропереходы (BHJS) Адрес этого недостатка. В BHJ смесь донорских и акцепторных материалов электронов отличается как смесь, которая затем станет фазовой. Области каждого материала в устройстве разделены только несколькими нанометрами, расстояние, подходящее для диффузии носителей. BHJ требуют чувствительного контроля над морфологией материалов на наноразмерной. Важные переменные включают материалы, растворители и донорское соотношение веса.
Следующим логическим шагом за пределами BHJ являются упорядоченные наноматериалы для солнечных элементов или упорядоченные гетеропереходные функции (OHJS). OHJ минимизируют изменчивость, связанную с BHJS. OHJ, как правило, являются гибридами упорядоченных неорганических материалов и органических активных регионов. Например, фотоэлектрический полимер может быть осажден в поры в керамике, такой как TIO 2 . Поскольку отверстия по -прежнему должны диффундировать длину пор через полимер к контакту, OHJ страдают от ограничений толщины. Смягчение узкого места для подвижности отверстия является ключом к дальнейшему повышению производительности устройства OHJ.
Один слой
[ редактировать ]Однослойные органические фотоэлектрические ячейки являются самыми простыми формами. Эти клетки изготавливаются путем сэндвича слоя органических электронных материалов между двумя металлическими проводниками, как правило, слоем оксида индия (ITO) с высокой работой функцией и слоем металла с низкой рабочей функцией, такого как алюминий, магний или кальций. Основная структура такой клетки показана на рис. 5.
Разница в работе между двумя проводниками устанавливает электрическое поле в органическом слое. Когда органический слой поглощает свет, электроны будут возбуждены до LUMO и оставят отверстия в HOMO, тем самым образуя экситоны . Потенциал, созданный различными рабочими функциями, помогает разделить пары экситонов, вытягивая электроны на положительный электрод (электрический проводник, используемый для контакта с неметаллической частью схемы) и отверстий к отрицательному электроду. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
Примеры
[ редактировать ]В 1958 году фотоэлектрический эффект или создание напряжения клетки, основанной на фталоцианине магния (MGPC)-было обнаружено, что макроциклическое соединение, имеющее переменную структуру атома атома атом атом атом атома,-было обнаружено, что фотоэлектинг 200 мВ. [ 19 ] Клетка Al/Mgpc/Ag, полученная фотоэлектрической эффективностью 0,01% при освещении при 690 нм. [ 20 ]
Конъюгированные полимеры также использовались в этом типе фотоэлектрической клетки. В одном устройстве использовался полиацетилен (рис. 1) в качестве органического слоя с Al и графитом , создавая напряжение в открытом круге 0,3 В и эффективность сбора заряда 0,3%. [ 21 ] Клетка Al/Poly (3-нетилтиофена)/PT имела внешний квантовый выход 0,17%, напряжение с открытым кругом 0,4 В и коэффициент заполнения 0,3. [ 22 ] Ячейка ITO/PPV/AL показала напряжение с открытым кругом 1 В и эффективность преобразования мощности 0,1% при освещении белого света. [ 23 ]
Проблемы
[ редактировать ]Одиночные солнечные элементы с одним слоем не работают хорошо. Они имеют низкую квантовую эффективность (<1%) и низкую эффективность конверсии мощности (<0,1%). Основная проблема с ними заключается в том, что электрическое поле, возникающее в результате разницы между двумя проводящими электродами, редко бывает достаточно для разделения экситонов. Часто электроны рекомбинируют отверстия, не достигая электрода.
Бислой
[ редактировать ]Билайерные ячейки содержат два слоя между проводящими электродами (рис. 6). Два слоя имеют разные электронного сродства и энергии ионизации , поэтому электростатические силы генерируются на границе между двумя слоями. Свет должен создавать экситоны в этой небольшой заряженной области для эффективного разделения заряда и сбора. Материалы выбираются для того, чтобы сделать различия достаточно большими, чтобы эти локальные электрические поля сильны, что расщепляет экситоны гораздо более эффективно, чем однослойные фотоэлектрические ячейки. Слой с более высоким потенциалом сродства электронов и ионизации является акцептором электронов, а другой слой - донор электрона. Эта структура также называется планарным донором-акцепторным гетеропереходом . [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]
Примеры
[ редактировать ]C 60 имеет высокое сродство электронов, что делает его хорошим акцептором. AC 60 /MEH-PPV Двухслойная ячейка имела относительно высокий коэффициент заполнения 0,48 и эффективность конверсии мощности 0,04% при монохроматическом освещении. [ 24 ] Клетки PPV/C 60 показали монохроматическую внешнюю квантовую эффективность 9%, эффективность конверсии мощности 1% и коэффициент заполнения 0,48. [ 25 ]
Производные перилена демонстрируют высокую сродство электронов и химическую стабильность. Слой медного фталоцианина (CUPC) в качестве донора электронов и перилен -тетракарбоновой производной в качестве акцептора электронов, изготовляя ячейку с коэффициентом заполнения до 0,65 и эффективность преобразования мощности в 1% под моделируемым освещением AM2. [ 26 ] Halls et al. Изготовлен ячейка со слоем перилена бис (фенотилмидо) над слоем PPV в качестве донора электрона. Эта ячейка имела пиковую внешнюю квантовую эффективность 6%, а эффективность конверсии мощности - 1% при монохроматическом освещении, а коэффициент заполнения - до 0,6. [ 27 ]
Проблемы
[ редактировать ]Длина диффузии экситонов в органических электронных материалах, как правило, находится по порядку 10 нм. Для того, чтобы большинство экситонов диффундировали на границу слоев и разделены на носители, толщина слоя должна находиться в том же диапазоне, что и длина диффузии. Тем не менее, полимерный слой обычно нуждается в толщине не менее 100 нм, чтобы поглощать достаточно света. При такой большой толщине лишь небольшая доля экситонов может достигать границы с гетеропереходом.
Дискретная гетеропереходность
[ редактировать ]Трехслойный (два акцептора и один донор) Fullerene -Free Stack достиг эффективности преобразования 8,4%. Реализация создала высокие напряжения открытого круга и поглощение в видимых спектрах и высоких токов короткого замыкания. Квантовая эффективность была выше 75% между 400 нм до 720 нм, с напряжением открытого круга около 1 В. [ 28 ]
Объемная гетеропереходность
[ редактировать ]Обычные гетеропереходы имеют слой поглощения, состоящий из наноразмерной смесью донорских и акцепторных материалов. Размеры доменов этой смеси находятся по порядку нанометров, что позволяет получить экситоны с коротким сроком службы для достижения границы раздела и диссоциации из-за большой межфазной области донора-акцептора. [ 29 ] Тем не менее, эффективные объемные гетероакционирование необходимо поддерживать достаточно большие размеры доменов, чтобы сформировать перколяционную сеть, которая позволяет материалам доноров достигать переноса электрода отверстия (электрод 1 на рис. 7), и акцепторные материалы достигают электрода электрона (электрод 2) (электрод 2) (электрод 2) (электрод 2) (электрод 2) (электрод 2). Полем Без этой просачивающейся сети заряды могут быть пойманы в ловушку донора или акцепторного домена и подвергаться рекомбинации. Обычные гетеропереходы имеют преимущество перед слоистыми фотоактивными структурами, потому что их можно сделать достаточно толстым для эффективного поглощения фотонов без сложной обработки, связанной с ориентацией слоистой структуры, сохраняя при этом аналогичный уровень характеристик.
Обычные гетеропереходные функции чаще всего создаются путем формирования решения, содержащего два компонента, литья ( например, литья и спин -покрытие ), а затем позволяя разделиться две фазы, обычно с помощью этапа отжига. Два компонента будут считываться в межпензитивную сеть, соединяющую два электрода. [ 30 ] Они обычно состоят из конъюгированного донора на основе молекул и акцептора на основе фуллерена . Наноструктурная морфология объемных гетеропереходов, как правило, трудно контролировать, но имеет решающее значение для фотоэлектрических характеристик.
После захвата фотона электроны перемещаются в акцепторные домены, затем переносятся через устройство и собираются одним электродом, а отверстия движутся в противоположном направлении и собираются с другой стороны. Если рассеяние двух материалов слишком хорошо, это приведет к плохой передаче заряда через слой. [ 13 ] [ 14 ] [ 19 ] [ 31 ]
Большинство объемных гетеропереходных ячеек используют два компонента, хотя были изучены трикомпонентные ячейки. Третий компонент, вторичный донорский полимер P-типа, действует, чтобы поглощать свет в другой области солнечного спектра. Это теоретически увеличивает количество поглощенного света. Эти тройные ячейки работают через один из трех различных механизмов: перенос заряда, перенос энергии или параллельной связи.
В связи с переводом оба донора вносят непосредственный вклад в генерацию свободных перевозчиков. Отверстия проходят только через один домен до донора перед сбором в аноде. В переносе энергии только один донор вносит вклад в производство отверстий. Второй донор действует исключительно для поглощения света, передавая дополнительную энергию в первый донорский материал. В параллельной связи оба донора производят экситоны независимо, что затем мигрирует в соответствующие донорские/акцепторные интерфейсы и диссоциации. [ 32 ]
Примеры
[ редактировать ]Fullerenes, такие как C 60 и его производные, используются в качестве электронных акцепторных материалов в массовых гетеропереходных фотоэлектрических клетках. Клетка с смесью MEH-PPV и производным Methano-функционализированной C 60 в качестве гетероперехода, ITO и CA в качестве электродов [ 33 ] показал квантовую эффективность 29% и эффективность конверсии мощности 2,9% при монохроматическом освещении. Замена MEH-PPV на P3HT дала квантовый выход 45% при обратном смещении 10 В. [ 34 ] [ 35 ] Дальнейшие достижения в модификации акцептора электронов привели к тому, что устройство с эффективностью преобразования мощности составила 10,61% с смесью PC 71 BM в качестве акцептора электронов и PTB7-TH в качестве донора электрона. [ 36 ]
Полимерные/полимерные смеси также используются в дисперсных гетеропереходных фотоэлектрических клетках. Смесь CN-PPV и MEH-PPV с AL и ITO в качестве электродов дала пиковую монохроматическую эффективность преобразования мощности 1% и коэффициент заполнения 0,38. [ 37 ] [ 38 ]
Художественные фотоэлектрические клетки, чувствительные к красителю, также могут считаться важными примерами этого типа.
Проблемы
Fullerenes, такие как PC 71 BM, часто представляют собой электронные акцепторные материалы, обнаруженные в высокопроизводительных солнечных элементах с высоким объемным гетеропереходом. Однако эти электронные акцепторные материалы очень слабо поглощают видимый свет, уменьшая объемную долю, занятую сильно поглощающим материалом донора электронов. Кроме того, Fullerenes обладают плохой электронной сконструируемостью, что приводит к ограничениям, наложенным на разработку сопряженных систем с более привлекательными электронными структурами для более высоких напряжений. Недавние исследования были проведены по попытке заменить эти фуллерены органическими молекулами, которые могут быть настроены в электронном виде и способствовать поглощению света. [ 39 ]
Оцененная гетеропереход
[ редактировать ]Донор и акцептор электронов смешаны таким образом, чтобы градиент был постепенным. Эта архитектура сочетает в себе короткое расстояние электронов в дисперсированной гетеропереходе с преимуществом градиента заряда бислойной технологии. [ 40 ] [ 41 ]
Примеры
[ редактировать ]Клетка с смесью CUPC и C 60 показала квантовую эффективность 50% и эффективность конверсии мощности 2,1% с использованием 100 мВт/см. 2 Смоделированное солнечное освещение AM1.5G для градуированной гетероперехода. [ 42 ]
Непрерывное соединение
[ редактировать ]Подобно градуированной гетеропереходе, концепция непрерывного соединения направлена на реализацию постепенного перехода от донора электронов к акцептору электронов. Однако материал акцептора готовится непосредственно из донорского полимера на стадии модификации постполимеризации. [ 43 ]
Производство
[ редактировать ]Поскольку его активный слой в значительной степени определяет эффективность устройства, морфология этого компонента уделяла много внимания. [ 44 ]
Если один материал более растворим в растворителе, чем другой, он будет депонировать сначала поверх субстрата , вызывая градиент концентрации через пленку. Это было продемонстрировано для устройств с поли-3-гексиловым тиофеном (P3HT), фенил-C 61- путирическим метиловым эфиром ( PCBM ), где PCBM имеет тенденцию накапливаться в направлении дна устройства при спиновом покрытии от растворов ODCB. [ 45 ] Этот эффект наблюдается потому, что более растворимый компонент имеет тенденцию мигрировать в направлении фазы «богатого растворителями» во время процедуры покрытия, накапливая более растворимый компонент к дну пленки, где растворитель остается длиннее. Толщина сгенерированной пленки влияет на сегрегацию фаз, поскольку динамика кристаллизации и осадков различна для более концентрированных растворов или более быстрой скорости испарения (необходимо для создания более толстых устройств). Кристаллическое обогащение P3HT ближе к электроду, сбрасывающему отверстие, может быть достигнуто только для относительно тонких (100 нм) слоев P3HT/PCBM. [ 46 ]
Градиенты в начальной морфологии затем в основном генерируются скоростью испарения растворителя и различиями в растворимости между донором и акцептором внутри смеси. Эта зависимость от растворимости была четко продемонстрирована с использованием производных фуллерена и P3HT. [ 47 ] При использовании растворителей, которые испаряются с более медленной скоростью (в качестве хлорбензола (CB) или дихлорбензола (DCB)), вы можете получить большие степени вертикального разделения или агрегации, в то время как растворители, которые испаряются быстрее, дают гораздо менее эффективное вертикальное разделение. Большие градиенты растворимости должны привести к более эффективному вертикальному разделению, в то время как меньшие градиенты должны привести к более однородным фильмам. Эти два эффекта были проверены на солнечных элементах P3HT: PCBM. [ 48 ] [ 49 ]
Была также изучена скорость испарения растворителя, а также пары задних растворителя или тепловых отжига. [ 50 ] Смеси, такие как P3HT: PCBM, кажется, получают выгоду от процедур теплового отжига, в то время как другие, такие как PTB7: PCBM, похоже, не показывают никакой пользы. [ 51 ] В P3HT преимущество, по -видимому, происходит от увеличения кристалличности фазы P3HT, которая генерируется путем изгнания молекул PCBM из этих доменов. Это было продемонстрировано посредством исследований смешиваемости PCBM в P3HT, а также изменениях композиции домена в зависимости от времени отжига. [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]
Вышеуказанная гипотеза, основанная на смешиваемости, не полностью объясняет эффективность устройств, как только чистые аморфные фазы донорских или акцепторных материалов, никогда не существует в рамках объемных гетеропереходных устройств. Статья 2010 года [ 55 ] предполагается, что текущие модели, которые предполагают чистые фазы и дискретные интерфейсы, могут потерпеть неудачу, учитывая отсутствие чистых аморфных областей. Поскольку современные модели предполагают разделение фазы на интерфейсах без какого -либо рассмотрения для чистоты фазы, модели, возможно, нужно изменить.
Процедура теплового отжига варьируется в зависимости от именно при применении. Поскольку миграция вертикальных видов частично определяется поверхностным натяжением между активным слоем и воздухом или другим слоем, отжиг до или после осаждения дополнительных слоев (чаще всего металлического катода) влияет на результат. В случае P3HT: солнечная батарея PCBM Вертикальная миграция улучшается, когда клетки отожжены после отложения металлического катода.
Накопление доноров или акцептора рядом с соседними слоями может быть полезным, поскольку эти накопления могут привести к эффектам блокировки отверстий или электронов, которые могут принести пользу производительности устройства. В 2009 году было показано, что разница в вертикальном распределении на солнечных элементах P3HT: PCBM вызывает проблемы с подвижностью электронов, что в конечном итоге получает очень плохую эффективность устройства. [ 56 ] Простые изменения в архитектуре устройства - спин -покрытие тонкого слоя PCBM в верхней части P3HT - значительно улучшают воспроизводимость клеток, обеспечивая воспроизводимое вертикальное разделение между компонентами устройства. Поскольку более высокий контакт между PCBM и катодом необходим для лучшей эффективности, это в значительной степени увеличивает воспроизводимость устройства.
Согласно анализу рассеяния нейтронов, смеси P3HT: PCBM были описаны как «реки» (области P3HT), прерванные «потоками» (области PCBM). [ 57 ]
Прогресс в методах роста
[ редактировать ]В основном органические пленки для фотоэлектрических применений осаждаются с помощью спинового покрытия и отложений паразной фазы. Однако каждый метод имеет определенные спинки, метод спинового покрытия может покрывать большие площади поверхности с высокой скоростью, но использование растворителя для одного слоя может ухудшить уже существующий полимерный слой. Другая проблема связана с паттерном подложки для устройства, поскольку спин-покрытие приводит к покрытию всего субстрата одним материалом.
Вакуумное тепловое испарение
[ редактировать ]Другим методом осаждения является вакуумное тепловое испарение (VTE), которое включает нагрев органического материала в вакууме. Субстрат расположен в нескольких сантиметрах от источника, так что испариваемый материал может быть непосредственно осажден на подложку, как показано на рис. 9 (а). Этот метод полезен для отложения многих слоев различных материалов без химического взаимодействия между различными слоями. Тем не менее, иногда возникают проблемы с единообразием фильма и равномерной допингом над субстратами крупной области. Кроме того, материалы, которые откладывают на стену камеры, могут загрязнять более поздние осаждения. Эта техника «линии здания» также может создавать отверстия в пленке из-за затенения, что вызывает увеличение устойчивости серии устройств и короткого замыкания. [ 58 ]
Осаждение фазы органического пара
[ редактировать ]Основное осаждение фазы органического пара (OVPD), показанное на рис. 9 (b), позволяет лучше контролировать структуру и морфологию пленки, чем вакуумное термо испарение. Процесс включает в себя испарение органического материала над субстратом в присутствии газа инертного носителя. Полученная морфология пленки может быть настроена путем изменения скорости потока газа и температуры источника. Единые пленки могут быть выращены путем снижения давления газа носителя, что увеличит скорость и средний свободный путь газа, и в результате толщина граничного слоя уменьшается. Клетки, продуцируемые OVPD, не имеют проблем, связанных с загрязнениями из хлопьев, выходящих из стен камеры, поскольку стены теплые и не позволяют молекулам придерживаться и производить пленку на них.
Еще одним преимуществом по сравнению с VTE является однородность в скорости испарения. Это происходит потому, что газ -носитель насыщается парами органического материала, выходящего из источника, а затем движется к охлажденному субстрату, рис. 9 (b). В зависимости от параметров роста (температура источника, базовое давление и поток газа -носителя) нанесенная пленка может быть кристаллической или аморфной по своей природе. Устройства, изготовленные с использованием OVPD, показывают более высокую плотность тока короткого замыкания, чем у устройств, изготовленных с использованием VTE. Дополнительный слой донор-акцепторного гетерооъекции в верхней части ячейки может блокировать экситоны, позволяя провести электрон; приводя к повышению эффективности клеток. [ 58 ]
Эффекты растворителя
[ редактировать ]Условия для спинового покрытия и испарения влияют на эффективность устройства. [ 59 ] [ 60 ] Растворитель и добавки влияют на морфологию донора-акцептора. [ 61 ] Добавки замедляют испарение, что приводит к более кристаллическим полимерам и, следовательно, улучшению проводимости и эффективности отверстий. Типичные добавки включают 1,8-октанедитиол, ортолорбензол , 1,8-диоидоктан (DIO) и нитробензол . [ 48 ] [ 62 ] [ 63 ] [ 64 ] Эффект DIO был объяснен селективной солюбилизацией компонентов PCBM, принципиально изменяет среднее расстояние электронов и, таким образом, улучшает подвижность электронов. [ 65 ] Добавки также могут привести к значительному повышению эффективности для полимеров. [ 66 ] Для солнечных элементов HXS-1/PCBM этот эффект коррелировал с генерацией заряда, транспортировкой и устойчивостью к полке. [ 67 ] Другие полимеры, такие как PTTBO, также значительно выигрывают от DIO, достигая значений PCE более 5% с примерно 3,7% без добавок.
Полимерные солнечные элементы, изготовленные из хлоронафталина (CN) в качестве сораственного растворителя, пользуются более высокой эффективностью, чем те, которые изготовлены из более обычного чистого хлорбензольного раствора. Это связано с тем, что изменение морфологии донора-акцептора, что уменьшает разделение фазы между донорским полимером и фуллереном. В результате это приводит к высокой подвижности отверстий. Без сопутствующих, больших доменов формы фуллерена, уменьшая фотоэлектрические характеристики клетки из-за полимерной агрегации в растворе. Эта морфология происходит от разделения фазы жидкости во время сушки; Решение испарения заставляет смесь входить в спинодальную область, в которой существуют значительные тепловые колебания. Крупные домены предотвращают эффективное сборы электронов (уменьшение PCE). [ 68 ]
Небольшие различия в структуре полимера также могут привести к значительным изменениям в кристаллической упаковке, которые неизбежно влияют на морфологию устройства. PCPDTBT отличается от PSBTBT, вызванной разницей в мостиковом атоме между двумя полимерами (C VS. SI), что подразумевает, что лучшие морфологии достижимы с PCPDTBT: PCBM Солнечные элементы, содержащие добавки, в отличие от системы SI, которая достигает хороших морфологий без помощи из добавок, в отличие дополнительные вещества. [ 69 ]
Самосборные клетки
[ редактировать ]Супрамолекулярная химия была исследована с использованием донорских и акцепторных молекул, которые собираются при спинном литье и нагреве. Большинство супрамолекулярных сборок используют малые молекулы. [ 70 ] [ 71 ] Донорские и акцепторные домены в трубчатой структуре кажутся идеальными для органических солнечных элементов. [ 72 ]
Диблочные полимеры, содержащие фуллерен, урожайность стабильных органических солнечных элементов при термическом отжиге. [ 73 ] Солнечные клетки с предварительно разработанными морфологиями были вызваны при введении соответствующих супрамолекулярных взаимодействий. [ 74 ]
Прогресс по BCP, содержащим производные политиофена, дает солнечные элементы, которые собираются в четко определенные сети. [ 75 ] Эта система демонстрирует PCE 2,04%. Водородная связь направляет морфологию.
Эффективность устройства на основе подходов колимера еще не преодолела барьер 2%, тогда как устройства с объема-гетеропереходом демонстрируют эффективность> 7% в конфигурациях с одним соединением. [ 76 ]
Фуллерене, привитые с палочкой, блок-сополимеры использовались для изучения организации домена. [ 77 ]
Супрамолекулярные подходы к органическим солнечным элементам дают понимание макромолекулярных сил, которые стимулируют разделение домена.
Прозрачные полимерные клетки
[ редактировать ]Прозрачные или полупрозрачные PSC позволяют поглощать фотонов с низким или высоким энергопотреблением за пределами видимого спектра, одновременно оптимизируя его возможности женителя солнечного света и покрывая более широкие спектры поглощения. [ 78 ] [ 79 ] Эти типы PSC идеально подходят для захвата вблизи инфракрасных или ультрафиолетовых фотонов из-за его низкой чувствительности к фотонам в видимом спектре. Типичные PSC используют непрозрачные металлические электроды, которые ограничивают ее прозрачность и, следовательно, его производительность. [ 78 ] Поглотитель слой PSC, по сути, полупрозрачный. [ 80 ] Таким образом, один из подходов к достижению заметно прозрачного PSC заключается в изменении верхнего электрода, чтобы сделать его более прозрачным. Такие материалы, как ITO, ультратонкие металлы, металлические сетки, графен и углеродные нанотрубки, использовались для изготовления полупрозрачных верхних электродов. [ 81 ] [ 82 ] Тем не менее, производительность прозрачных PSC показала, что не хватает по сравнению с их непрозрачными аналогами PSC электрода. [ 83 ] Когда верхний электрод становится прозрачным, способность ячейки улавливать электромагнитное поле в слое поглотителя уменьшается, что приводит к низкому PCE. В настоящее время проводится широкое количество исследований для улучшения PCE таких клеток. [ 81 ] Эти типы PSC были применены к интегрированной на зданию фотоэлектрических, тандемных устройств и портативной электроники. [ 78 ] [ 82 ] [ 83 ]
Инфракрасные полимерные клетки
[ редактировать ]Инфракрасные клетки преимущественно поглощают свет в инфракрасном диапазоне, а не видимых длин волн. Исследование 2010 года разработало инфракрасные прозрачные PSC с верхним электродом пленки CNT на задней стороне и стеклянным слоем ITO на передней стороне, что позволяет оптическо пропустить с обеих сторон клетки. Слой ZnO был помещен сверху ITO с добавлением слоя P3HT: PCBM в ZNO, создавая ячейку ITO/Zno/P3HT: PCBM/CNT (внизу в верх). Было отмечено, что верхний электрод CNT и нижний электрод ITO демонстрировали 80% коэффициент пропускания в рамках спектра от 500 до 2,5 мкм. Сама ячейка имела оптическое коэффициент пропускания 80% в диапазоне от 670 нм до 1,2 мкм, 60% в диапазоне от 1,2 до 2,5 мкм. И наоборот, контрольная ячейка с верхним электродом Ag не привела к пропусканию в этом спектрах. Кроме того, ячейка имела относительно низкую пропускную способность в видимой области из -за высокой видимой поглощения слоя P3HT: PCBM. Такие ячейки могут быть применены к тандемным устройствам и вертикальной сборке PSC. [ 78 ]
По состоянию на 2012 год инфракрасные клетки были почти на 70% прозрачными в видимый свет. Клетки якобы могут быть сделаны в высоком объеме при низких ценах, используя обработку решений. В клетках используется композитные пленки нанопроволока серебра / диоксида титана в качестве верхнего электрода , заменяя обычные непрозрачные металлические электроды. С этой комбинацией была достигнута 4% эффективность власти. [ 84 ]
В 2014 году полимерные солнечные клетки в ближнем инфракрасном поляке, основанные на сополимере нафтодитиофенового димида и битхиофена (PNDTI-BT-DT), были изготовлены в комбинации с PTB7 в качестве донора электрона. Как PNDTI-BT-DT, так и PTB7 образовали кристаллическую структуру в пленках смеси, похожих на нетронутые пленки, что приводило к эффективному генерации заряда, внесенную из обоих полимеров. [ 85 ]
Много исследований было сосредоточено на разработке прозрачного верхнего электрода для PSC. Тем не менее, в исследовании 2017 года была изучена оптимизация активного уровня полупрозрачных PSC. Исследователи предложили полупрозрачный PSC с повышенной эффективностью, которая использует как узкий донор полимеров, PTB7-TH, так и акцептор, не являющийся нефлерена, IHIC. Результаты этого исследования показали, что предлагаемый PSC демонстрировал высокое пропускание и поглощение в инфракрасном спектре, но низкое поглощение в видимом спектре. Эта ячейка показала относительно стабильную и имела максимальный PCE 9,77%, что на 2017 год является самым высоким значением PCE. [ 86 ]
Типичное поведение тока напряжения и эффективность преобразования мощности
[ редактировать ]Органическая фотоэлектрическая фотоэлектрика, аналогичная неорганической фотоэлектрической фотоэлектрой, обычно характеризуются с помощью анализа текущего напряжения. [ 87 ] Этот анализ содержит несколько значений метрик устройства, которые используются для понимания производительности устройства. Одним из наиболее важных показателей является эффективность преобразования власти (PCE).
PCE (η) пропорциональна продукту тока короткого замыкания (J SC ), напряжения открытого замыкания (V OC ) и коэффициента заполнения (FF), все из которых можно определить из кривой напряжения тока. Полем
Где p в инциденте солнечная энергия.
Ток короткого замыкания (JSC) является максимальным значением генерации фототока. [ 88 ] Это соответствует значению y-интерцепции стандартной кривой напряжения тока, в которой ток нанесен на график вдоль оси Y, а напряжение построено вдоль оси X. В рамках органических солнечных элементов на ток короткого замыкания может повлиять различные материальные факторы. К ним относятся подвижность носителей заряда, оптический профиль поглощения и общие энергетические движущие силы, которые приводят к более эффективной извлечении носителей заряда [ 88 ]
Напряжение с открытым кругом (VOC)-это напряжение, когда через устройство не проходит ток. [ 88 ] Это соответствует X-Intercept на кривой напряжения тока. В рамках объемной гетероперевой органических фотоэлектрических устройств это значение сильно зависит от уровней энергии HOMO и LUMO и рабочих функций для материалов активного слоя [ 88 ]
Поскольку мощность является продуктом напряжения и тока, максимальная точка мощности возникает, когда продукт между напряжением и током максимизируется.
Коэффициент заполнения, FF, может рассматриваться как «квадратность» кривой напряжения тока. [ 87 ] Это коэффициент максимального значения мощности и произведения напряжения открытого круга и тока короткого замыкания. [ 87 ] Это показано на изображении выше как отношение площади желтого прямоугольника к большему синему прямоугольнику. Для органических фотоэлектрических лиц этот коэффициент заполнения по сути является мерой того, как эффективно генерируемые заряды извлекаются из устройства. [ 88 ] Это можно рассматривать как «конкуренцию» между зарядами, транспортирующимися через устройство, и зарядами, которые рекомбинируют. [ 88 ]
Основной проблемой, окружающей полимерные солнечные элементы, является низкая эффективность преобразования мощности (PCE) изготовленных клеток. Чтобы считать коммерчески жизнеспособным, PSC должны иметь возможность достичь не менее 10–15% эффективности [ 89 ] - Это уже намного ниже, чем неорганические PV. Однако из -за низкой стоимости полимерных солнечных элементов эффективность 10–15% является коммерчески жизнеспособной.
Последние достижения в области полимерных солнечных батарей были вызваны сжатием полосовой зоны для усиления тока короткого замыкания при снижении самой высокой занятой молекулярной орбитали (HOMO) для увеличения напряжения открытого замыкания. Тем не менее, PSC по -прежнему страдают от низких коэффициентов заполнения (обычно ниже 70%). Однако по состоянию на 2013 год исследователи смогли изготовить PSC с факторами заполнения более 75%. Ученые смогли достичь с помощью перевернутого BHJ и с помощью нетрадиционных комбинаций доноров / акцепторов. [ 90 ]
Коммерциализация
[ редактировать ]
Полимерные солнечные клетки еще предстоит коммерчески конкурировать с солнечными клетками кремния и другими тонкопленочными клетками . Нынешняя эффективность полимерных солнечных элементов лежит около 10%, что значительно ниже кремниевых клеток. Полимерные солнечные элементы также страдают от разложения окружающей среды, отсутствующего эффективных защитных покрытий .
Дальнейшие улучшения в производительности необходимы для содействия диффузии носителя заряда; Транспорт должен быть улучшен за счет контроля за порядок и морфологии; и инженерия интерфейса должна применяться к проблеме передачи заряда по интерфейсам.
Исследования проводится с использованием тандемной архитектуры, чтобы повысить эффективность полимерных солнечных элементов. Подобно неорганической тандемной архитектуре, ожидается, что органическая тандемная архитектура повысит эффективность. По сравнению с устройством с одним соединением с использованием материалов с низким содержанием положительного подсчета, тандемная структура может снизить потерю тепла во время переоборудования фотон в электрон. [ 9 ]
Полимерные солнечные элементы не широко продуцируются в коммерческих целях. Начиная с 2008 года, Konarka Technologies начала производство солнечных элементов полимер-лифлерена. [ 92 ] Первоначальные модули были эффективными на 3–5% и длились всего несколько лет. С тех пор Konarka подала на банкротство, поскольку эти полимерные солнечные элементы не смогли проникнуть на рынок PV.
PSC также по -прежнему страдают от низких коэффициентов заполнения (обычно ниже 70%). Однако по состоянию на 2013 год исследователи смогли изготовить PSC с факторами заполнения более 75%. Ученые смогли достичь с помощью перевернутого BHJ и с помощью нетрадиционных комбинаций доноров / акцепторов. [ 90 ]
Тем не менее, предпринимаются усилия для высококлассного производства полимерных солнечных батарей, для снижения затрат, а также выступают за практическое подход к производству PSC. Такие усилия включают в себя полную обработку решений. Тем не менее, обработка раствора в рулоне не подходит для производства электроэнергии на сетке из-за короткого срока службы полимерных солнечных элементов. Таким образом, коммерческие применения для полимерных солнечных элементов по -прежнему включают в себя в первую очередь потребительскую электронику и домашнюю технику. [ 93 ]
Моделирование органических солнечных элементов
[ редактировать ]Как обсуждалось выше, органические полупроводники представляют собой сильно беспорядочные материалы без дальнего порядка. Это означает, что полоса проводимости и края валентной полосы не очень четко определены. Кроме того, это физическое и энергетическое расстройство генерирует состояния ловушек, в которых фотогенерированные электроны и отверстия могут оказаться в ловушке, а затем в конечном итоге рекомбинировать.
Ключом к точному описанию органических солнечных элементов в модели устройства является включение захвата носителей и рекомбинации через состояния ловушек. Обычно используемый подход заключается в использовании эффективной средней модели, где с помощью стандартных уравнений диффузии дрейфу используются для описания транспорта по всему устройству. Затем вводится экспоненциальный хвост из государств -ловушек, который распадается в зону запрета на края мобильности. [ 94 ] Чтобы описать захват/побег из этих состояний ловушки, Shockley -Read -Hall (SRH) можно использовать . Механизм Shockley-Read-Hall был показан, способным воспроизводить полимер: поведение устройства Fullerene как в домене во времени, так и в устойчивом состоянии. [ 94 ]
Проектирование органических солнечных элементов требует оптимизации большого количества структурных и композиционных параметров, таких как разрывы полос и толщину слоев. Моделирование численного устройства может дать инструментальную информацию для определения оптимальной конфигурации стека. Это позволяет сократить запрошенное время для развития эффективных солнечных элементов.
Текущие проблемы и недавний прогресс
[ редактировать ]Трудности, связанные с органическими фотоэлектрическими клетками, включают их низкую внешнюю квантовую эффективность (до 70%) [ 95 ] по сравнению с неорганическими фотоэлектрическими устройствами, несмотря на хорошую внутреннюю квантовую эффективность; Это связано с недостаточным поглощением с активными слоями по порядку 100 нанометров. Нестабильность в отношении окисления и снижения, перекристаллизации и изменения температуры также могут привести к деградации устройства и снижению производительности с течением времени. Это происходит в разной степени для устройств с различными композициями и является областью, в которой проводятся активные исследования. [ 96 ]
Другие важные факторы включают длину диффузии экситон, разделение заряда и сбор зарядов, которые влияют на наличие примесей.
Заряжать мобильность и транспорт.
[ редактировать ]Особенно для солнечных элементов с объемной гетеропереходом понимание транспорта носителей заряда жизненно важно для повышения эффективности органической фотоэлектрической. В настоящее время устройства объемного гетероперехода имеют несбалансированную мобильность заряда, причем подвижность отверстия, по крайней мере, на порядок ниже, чем у подвижности электронов; Это приводит к космического заряда и снижению коэффициента заполнения и эффективности преобразования мощности устройства. наращиванию [ 97 ] Благодаря низкой мобильности, эффективная массовая гетеропереходная фотоэлектрическая фотоэлектрическая фотоэлектрика должна быть разработана с помощью тонких активных слоев, чтобы избежать рекомбинации носителей заряда, что наносит ущерб поглощению и масштабируемости при обработке. Моделирование показало, что для того, чтобы иметь объемный гетеропереходный солнечный элемент с коэффициентом заполнения выше 0,8 и внешней квантовой эффективностью выше 90%, необходимо иметь сбалансированную мобильность носителей заряда, чтобы снизить эффект пространственного заряда, а также увеличение носителя заряда Мобильность и/или снижение постоянной скорости бимолекулярной рекомбинации . [ 98 ]
Влияние морфологии фильмов
[ редактировать ]Как описано выше, диспергированные гетеропереходность донор-акцепторных органических материалов обладают высокой квантовой эффективностью по сравнению с плоским гетерооъектом, потому что в дисперсных гетероцепциях более вероятно, что экситон обнаружит границу раздела в пределах своей диффузионной длины. Морфология пленки также может оказать резкое влияние на квантовую эффективность устройства. Грубая поверхность и наличие пустот могут повысить резистентность серии, а также вероятность короткого замыкания. Морфология пленки и, в результате, квантовая эффективность может быть повышена путем отжига устройства после покрытия его металлическим катодом толщиной ~ 1000 Å. Металлическая пленка в верхней части органической пленки применяет стрессы на органическую пленку, которая помогает предотвратить морфологическое расслабление в органической пленке. Это дает более плотно упакованные пленки и в то же время позволяет образовать фазовый интерпетрирующий интерфейс-интерфейс донор-акцептор внутри основной части органической тонкой пленки. [ 99 ]
Контролируемый рост гетеропереход
[ редактировать ]Разделение заряда происходит на границе раздела донор-акцептор. Во время перемещения к электроду заряд может оказаться в ловушке и/или рекомбинировать в неупорядоченном межпенетуемом органическом материале, что приведет к снижению эффективности устройства. Контролируемый рост гетероперехода обеспечивает лучший контроль над положениями донор-акцепторных материалов, что приводит к гораздо большей эффективности мощности (соотношение выходной мощности к входной мощности), чем у плоских и сильно дезориентированных гетерооединений (как показано на рис. 8) Полем Таким образом, выбор подходящих параметров обработки для лучшего контроля структуры и морфологии пленки очень желатель. [ 32 ]
Световое улово
[ редактировать ]Различные типы компонентов применяются для увеличения эффектов захвата света (световой инфекции) в тонких органических солнечных элементах. [ 100 ] В дополнение к гибкости органических солнечных элементов, используя гибкие электроды [ 101 ] [ 102 ] и субстраты [ 103 ] Вместо ITO и стекла соответственно можно продуцировать полностью гибкие органические солнечные элементы. Благодаря использованию гибких субстратов и субстратов, вводятся более простые методы обеспечения эффектов захвата света для OPV, таких как полимерные электроды со встроенным рассеяющим частицами, [ 104 ] Нано отпечатанные полимерные электроды, [ 105 ] узорчатые домашние субстраты [ 106 ] [ 107 ] и даже оптическая демонстрационная пленка, коммерциализированная для жидкокристаллических дисплеев (ЖК -дисплей) в качестве субстратов. [ 108 ] Будет проведено много исследований для повышения производительности OPV с заслугой обработки конструкций с легкими уловами.
Использовать в тандемной фотоэлектрической форме
[ редактировать ]Недавние исследования и исследования были проведены с использованием органического солнечного элемента в качестве верхней клетки в гибридном тандемном стеке солнечных элементов . Поскольку органические солнечные элементы имеют более высокую полосу, чем традиционные неорганические фотоэлектрические фотоэлектрики, такие как кремниевые или сигарты , они могут поглощать фотоны с более высокой энергией, не теряя большую часть энергии из -за термализации и, таким образом, работать при более высоком напряжении. Фотоны с нижней энергией и фотоны с более высокой энергией, которые не обезболиваются, проходят через верхний органический солнечный элемент, а затем поглощаются нижней неорганической ячейкой. Органические солнечные элементы также являются растворными, обрабатываемыми при низких температурах с низкой стоимостью 10 долларов на квадратный метр, что приводит к печатной верхней клетке, которая повышает общую эффективность существующих неорганических солнечных технологий. [ 109 ] Было проведено много исследований, чтобы обеспечить образование такого гибридного тандемного солнечного стека, включая исследования в области осаждения полупрозрачных электродов, которые поддерживают низкую контактную сопротивление при высокой прозрачности. [ 110 ]
Механическое поведение
[ редактировать ]Понимание механических свойств органических полупроводников и, в частности, широкого диапазона механизмов разрушения рабочих органических солнечных устройств имеет решающее значение для определения стабильности операционных органических солнечных элементов для различных применений. Механические свойства органических солнечных элементов могут быть связаны с интермолекулярным. и поверхностные силы, присутствующие в материале. На эти атрибуты не только влияют молекулярная структура, но также довольно чувствительны к условиям обработки, что делает изучение механических свойств тонких пленок полимеров, таких как модуль растяжения, пластичность и вязкость переломов при штамме довольно сложно. [ 111 ] Из -за этого нетривиально количественно оценить «фигуру заслуг», которая будет предсказать механическую стабильность устройства, и надежность устройства под напряжением будет зависеть от многих факторов.
Чаще всего подложка обеспечивает поддержку устройства, и механический сбой подложки приведет к неоптимальной эффективности преобразования мощности устройства. Следовательно, хотя необходимо, чтобы субстрат обеспечивал механическую поддержку органического активного слоя, необходимо соблюдать осторожность, чтобы убедиться, что увеличение прочности растягивания субстрата не достигает стоимости разрушения пленки у низких штаммов. В целом, желательно, чтобы активный слой деформировался в тандеме с подложкой. Это стало возможным с низким модулем упругости и высоким пределом упругости. Пластичность тонкой пленки обычно измеряется как штамм, при котором трещины появляются на пленке. Однако деформация начала трещин также зависит от других факторов, таких как степень сплоченности/адгезии между пленкой и субстратом. В различных исследованиях была связана сплоченная энергия перелома или клей , определяемую как работа, необходимая для разрыва отдельных полимерных интерфейсов на молекулярные параметры и условия обработки. [ 112 ] [ 113 ] Наряду с сплочностью траектория распространения трещин после формирования зависит от механических свойств материала, которые трещина распространяется. В полимерах, таких как P3HT, которые демонстрируют хорошую пластичность, пластиковая зона образуется на кончике трещины при нанесении растягивающего деформации, нормальной к плоскости устройства, и расширяется до тех пор, пока она не будет ограничена либо кристаллическими доменами в пленке, либо жестким подложкой, Таким образом, рассеивая энергию деформации и уменьшая сплоченность между интерфейсами. [ 114 ] Механическая техника изгиба также оказалась довольно успешной в определении упругого модулей различных органических тонких пленок. Метод основан на нестабильности изгиба, которая порождает морщины в пленке под сжатием. Полем [ 115 ]
В конструкции устройств, включающих органические солнечные элементы, GC и деформация при переломе были идентифицированы как две метрики, которые важны для рассмотрения. Слой объемного гетероперехода (BHJ), как правило, является самым слабым слоем органического солнечного элемента, поэтому необходимо разработать материалы BHJ, которые должны быть механически стабильными, с целевым G C 5 J M-2 и целевым деформацией при переломе 20-30%. Было показано, что акцепторы на основе полимера демонстрируют превосходные механические свойства по сравнению с акцепторами с малой молекулой и акцепторами на основе фуллерена. Кроме того, на механические свойства акцепторов на основе полимеров влияют M N , средняя молекулярная масса молекул полимерных молекул. Было установлено, что механические свойства увеличиваются с увеличением M N как Mn превзошел M C , критическая молекулярная масса, при которой запутанные приводят к увеличению скорости вязкости с увеличением M N. , но только после того , Это явление происходит из -за того, что скорость запутывания цепей и смешиваемости между акцептором полимера и донором увеличивается. Эффект этих характеристик заключается в том, что пластическая деформация этих материалов в реакции на механическое напряжение была высокой, а это означает, что больше энергии рассеивалось, в то время как материалы с меньшей механической прочностью сломались более легко. [ 116 ]
Недавние направления для исследований материалов для массовых гетеропереходных материалов
[ редактировать ]Одной из основных областей текущих исследований является использование нефлелентных акцепторов . В то время как акцепторы Fullerene были стандартом для большинства органических фотоэлектрических лиц из -за их совместимости в рамках оптовых гетеропереходных конструкций клеток, а также их хороших транспортных свойств, у них есть некоторые запасы, которые являются ведущими исследователями, пытающимися найти альтернативы. [ 117 ] Некоторые негативы акцепторов Fullerene включают свою нестабильность, что они несколько ограничены в энергетической подъеме, и они имеют плохое оптическое поглощение. [ 117 ] Исследователи разработали малые акцепторы молекулы, которые из-за их хорошей энергетической настроек могут демонстрировать высокие напряжения в открытом круге. [ 117 ] Сочетая донор полимера (D18) с небольшим акцептором молекулы (Y6), ученые изготовили органические солнечные элементы в лаборатории, обеспечивая высокую эффективность более 18%. [ 118 ] Тем не менее, все еще существуют серьезные проблемы с акцепторами, не являющимися фальлеренами, в том числе с низкой зарядкой подвижностью носителей малых молекул, и что огромное количество возможных молекул является огромным для исследовательского сообщества. [ 117 ]
Задача, стоящей перед разработкой органических солнечных батарей, с использованием нефтлеровых акцепторов (NFA),-это выбор растворителя, который имеет высокую температуру кипения и является экологически чистым, тогда как обычные растворители, такие как хлороформ (CF) токсичность. Такой растворитель необходим для дальнейшего масштаба органических солнечных элементов, но также связан с уменьшением PCE из-за плохой растворимости донорских и акцепторных материалов в растворителе. Добавление алкильных цепей к NFAS привело к увеличению растворимости, но уменьшается в молекулярной упаковке (π-Stacking), что приводит к отсутствию чистого воздействия на PCE. Было обнаружено, что использование помощи гостя приносит пользу как растворимости, так и молекулярной упаковке. Гостевая молекула, названная BTO с боковыми цепями Oligo (этиленгликоль) (OEG) Увеличение PCE с 11% до более чем 16%, считается приемлемым уровнем эффективности. [ 119 ] Дальнейшей модификацией, которая была успешной в разработке более чистой органической фотоэлектрической фотоэлектрики, является горячее шип-покрытие субстратов негалогенированными растворителями. Было обнаружено, что температура, при которой было управляемое покрытие с горячим спином, изменила раствор для эволюции твердой фазы смесей акцептора-донора, так что более высокие температуры привели к более высокой концентрации акцептора на поверхности подложки. Это связано с тем, что более высокие температуры способствовали снижению агрегации и осадков, что позволяет субстрату сохранить более высокую концентрацию акцептора. В эксперименте органические солнечные элементы, построенные с тройными смесями доноров PM6 и акцепторов Y6-1O и BO-4CL, и различными негалогенированными растворителями, включая O-ксилол и толуол, показали значения PCE более 18%, которые являются наиболее эффективными органическими фотоволтаиками. построены с негалогенированными растворителями, на сегодняшний день. Дальнейший морфологический анализ показал, что горячие всплески, приготовленные с негалогенированными растворителями, проявляли сходные морфологические характеристики с характеристиками OPV, приготовленных с галогенированными растворителями. [ 120 ]
Маленькие молекулы также подвергаются тщательному исследованию, чтобы выступать в качестве донорских материалов, потенциально заменяя полимерных доноров. Поскольку мелкие молекулы не различаются по молекулярной массе, как это делают полимеры, они потребуют меньших этапов очистки и менее подвержены дефектам макромолекул и изломам, которые могут создавать состояния ловушек, приводящих к рекомбинации. [ 121 ] Недавние исследования показали, что высокопроизводительные малые молекулярные донорские структуры имеют тенденцию иметь плоские двумерные структуры и могут агрегировать или самостоятельно собирать. [ 121 ] Производительность этих устройств сильно зависит от активной морфологии слоя, настоящее исследование продолжает исследовать возможности малых молекул и оптимизировать морфологию устройств посредством таких процессов, как отжиг для различных материалов. [ 121 ]
Смотрите также
[ редактировать ]- Биопластика
- Проводящие чернила
- Сенсибилизованный красителем солнечный элемент
- Сбор энергии
- Сетчатая паритет
- Гибридный солнечный элемент
- Струйный солнечный элемент
- Нанокристаллический солнечный элемент
- Фотоэлектрохимическая ячейка
- Печатная электроника
- Roll to-Roll
Другие солнечные элементы третьего поколения:
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Амери, Тайбех; Деннлер, Жиль; Lungenschmied, Christoph; Brabec, Christoph (2009). «Органические тандемные солнечные элементы: обзор» . Энергетическая и экологическая наука . 2 (4): 348. doi : 10.1039/b817952b . Получено 2019-05-20 .
- ^ Pulfrey, LD (1978). Фотоэлектрическое производство электроэнергии . Нью -Йорк: Ван Ностроренд Рейнхольд Ко. ISBN 9780442266400 .
- ^ Нельсон, Дженни (2011-10-01). «Полимер: Fullerene Sulk Heterogunction Солнечные элементы» . Материалы сегодня . 14 (10): 462–470. doi : 10.1016/s1369-7021 (11) 70210-3 .
- ^ "Что могут принести органические солнечные элементы на стол?" Полем Получено 26 марта 2021 года .
- ^ Лютер, Йоахим; Наст, Майкл; Фиш, М. Норберт; Кристофферс, Дирк; Пфистератор, Фриц; Мейснер, Дитер; Nitsch, Joachim (2000). «Солнечная технология». Энциклопедия промышленной химии Уллмана . Doi : 10.1002/14356007.a24_369 . ISBN 3527306730 .
- ^ Джёргенсен, Миккель; Норрман, Кион; Кребс, Фредерик С. (2008). «Стабильность/деградация полимерных солнечных элементов». Солнечные энергетические материалы и солнечные элементы . 92 (7): 686. Bibcode : 2008semsc..92..686j . doi : 10.1016/j.solmat.2008.01.005 .
- ^ По, Риккардо; Carbonera, Chiara; Бернарди, Андреа; Тинти, Франческа; Camaioni, Nadia (2012). «Полимерные и углеродные электроды для полимерных солнечных элементов: к недостаточному, непрерывному изготовлению на большой площади». Солнечные энергетические материалы и солнечные элементы . 100 : 97. Bibcode : 2012semsc.100 ... 97p . doi : 10.1016/j.solmat.2011.12.022 .
- ^ Шарбер, MC; Mühlbacher, D.; Koppe, M.; Denk, P.; Waldauf, C.; Хигер, AJ; Brabec, CJ (2006). «Правила проектирования для доноров в солнечных элементах с гетеропродукцией объемной связи-Towards 10 % эффективность энергосбережения» (PDF) . Продвинутые материалы . 18 (6): 789. Bibcode : 2006adm .... 18..789s . doi : 10.1002/adma.200501717 . S2CID 13842344 .
- ^ Jump up to: а беременный Ты, Цзинби; Ду, letian; Йошимура, Кен; Като, Такехито; Ойя, Кеничиро; Мориарти, Том; Эмери, Кит; Чен, Чун-Чао (5 февраля 2013 г.). «Полимерный тандемный солнечный элемент с эффективностью преобразования мощности 10,6%» . Природная связь . 4 : 1446. Bibcode : 2013natco ... 4.1446y . doi : 10.1038/ncomms2411 . PMC 3660643 . PMID 23385590 .
- ^ «Исследователи Polyu достигают записи 19,31% эффективности с органическими солнечными элементами» . Гонконгский политехнический университет . 25 мая 2023 года . Получено 7 июня 2023 года .
- ^ Риверс П.Н. (2007). Передовые исследования в области солнечной энергии . Nova Science Publishers. ISBN 978-1600213366 .
- ^ Jump up to: а беременный в McGehee DG; Топинка М.А. (2006). «Солнечные элементы: картинки из смешанной зоны». Природные материалы . 5 (9): 675–676. Bibcode : 2006natma ... 5..675m . doi : 10.1038/nmat1723 . PMID 16946723 . S2CID 43074502 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Нельсон Дж. (2002). «Органические фотоэлектрические пленки». Современное мнение о твердом состоянии и материалости . 6 (1): 87–95. Bibcode : 2002cossm ... 6 ... 87n . doi : 10.1016/s1359-0286 (02) 00006-2 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Залы JJM; Друг Р.Х. (2001). Archer MD; Hill Rd (ред.). Чистое электричество от фотоэлектрической . Лондон: Имперская колледж Пресс. С. 377–445. ISBN 978-1860941610 .
- ^ Jump up to: а беременный Hoppe, H. & Sariciftci, NS (2004). «Органические солнечные элементы: обзор». J. Mater. Резерв 19 (7): 1924–1945. Bibcode : 2004JMATR..19.1924H . doi : 10.1557/jmr.2004.0252 . S2CID 22455511 .
- ^ Зига, Лиза. «Инвертированная полимерная эффективность солнечных батарей устанавливает мировой рекорд» . Phys.org . Получено 18 февраля 2015 года .
- ^ Pivrikas, A.; Sarıticiftus, NS ; Юшка, Г.; Österbacka, R. (2007). «Обзор транспорта и рекомбинации заряда в полимерных/фуллерены органических солнечных элементов» (PDF) . Прогресс в фотоэлектрической форме: исследования и приложения . 15 (8): 677. doi : 10.1002/pip.791 .
- ^ Тесслер, Нир; Предузант, Евгении; Раппапорт, Ноам; Ройхман, Йохай (2009). «Транспортировка заряда в беспорядочных органических материалах и его отношение к тонкопленочным устройствам: обзор учебного пособия» (PDF) . Продвинутые материалы . 21 (27): 2741. Bibcode : 2009adm .... 21.2741t . doi : 10.1002/adma.200803541 . S2CID 25748928 .
- ^ Jump up to: а беременный Kearns D.; Кэлвин М. (1958). «Фотоэлектрический эффект и фотопроводимость в ламинированных органических системах» . J. Chem. Физический 29 (4): 950–951. Bibcode : 1958jchph..29..950K . doi : 10.1063/1.17444619 . S2CID 95918786 .
- ^ Гош Ак; и др. (1974). «Фотоэлектрические и выпрямительные свойства Al/Mg Phthalocyanine/Ag Schottky-Barrier Cells». J. Appl. Физический 45 (1): 230–236. Bibcode : 1974Jap .... 45..230G . doi : 10.1063/1.1662965 .
- ^ Вайнбергер Бр; и др. (1982). «Полиацетиленовые фотоэлектрические устройства». Синтезатор Встреченный 4 (3): 187–197. doi : 10.1016/0379-6779 (82) 90012-1 .
- ^ Glenis S, et al. (1986). «Влияние допинга на фотоэлектрические свойства тонких пленок поли-3-метилтиофена». Тонкие твердые пленки . 139 (3): 221–231. Bibcode : 1986tsf ... 139..221g . doi : 10.1016/0040-6090 (86) 90053-2 .
- ^ Karg S, et al. (1993). «Электрическая и оптическая характеристика поли (фенилен-винилен) световых излучающих диодов». Синтетические металлы . 54 (1–3): 427–433. doi : 10.1016/0379-6779 (93) 91088-J .
- ^ Sariciftci, NS; Браун, Д.; Чжан, С.; Срданов, VI; Хигер, AJ; Stucky, G.; Вудл Ф. (1993). «Полупроводящие полимерные боковые гетеропереходы: диоды, фотодиоды и фотоэлектрические клетки» . Прикладные физические буквы . 62 (6): 585–587. Bibcode : 1993Apphl..62..585s . doi : 10.1063/1,108863 .
- ^ Залы JJM; и др. (1996). «Диффузия экситонов и диссоциация в поли (п-фениленвинилен)/гетеропереходной фотоэлектрической клетки C60». Приложение Физический Летал 68 (22): 3120–3122. Bibcode : 1996apphl..68.3120h . doi : 10.1063/1.115797 .
- ^ Tang CW (1986). «Двухслойная органическая фотоэлектрическая клетка». Приложение Физический Летал 48 (2): 183–185. Bibcode : 1986apphl..48..183t . doi : 10.1063/1,96937 .
- ^ Залы JJM; и др. (1997). «Фотоэлектрический эффект в поли (P-фениленвинилене)/перилен-гетеропереходе». Синтезатор Встреченный 85 (1–3): 1307–1308. doi : 10.1016/s0379-6779 (97) 80252-4 .
- ^ IMEC достигает записи 8,4% эффективности в органических солнечных элементах без фуллерина . Rdmag.com. Получено на 2015-11-12.
- ^ Цао, Вейран; Сюэ, Цзянгенг (2014). «Недавний прогресс в органической фотоэлектрической форме: архитектура устройства и оптический дизайн». Энергетическая и экологическая наука . 7 (7): 2123. doi : 10.1039/c4ee00260a .
- ^ Хигер, Алан Дж. (Январь 2014 г.). «Статья 25 -й годовщины: Солнечные элементы объемного гетероперехода: понимание механизма работы». Продвинутые материалы . 26 (1): 10–28. Bibcode : 2014adm .... 26 ... 10h . doi : 10.1002/adma.201304373 . PMID 24311015 . S2CID 6693600 .
- ^ Шарбер, MC; Sariciftci, NS (декабрь 2013 г.). «Эффективность органических солнечных элементов с объемной связь» . Прогресс в полимерной науке . 38 (12): 1929–1940. doi : 10.1016/j.progpolymsci.2013.05.001 . PMC 3837184 . PMID 24302787 .
- ^ Jump up to: а беременный Yang F, et al. (2005). «Контролируемый рост молекулярной массовой гетеропереходной фотоэлектрической клетки». Природные материалы . 4 (1): 37–41. Bibcode : 2005natma ... 4 ... 37y . doi : 10.1038/nmat1285 . S2CID 137668833 .
- ^ Yu G, et al. (1995). «Полимерные фотоэлектрические клетки: повышенная эффективность через сеть внутренних донор-акцепторных гетероакционирования». Наука . 270 (5243): 1789–1791. Bibcode : 1995sci ... 270.1789y . Citeseerx 10.1.1.320.7494 . doi : 10.1126/science.270.5243.1789 . S2CID 135489167 .
- ^ Yu G, et al. (1998). «Крупная область, полноцветные датчики изображения, изготовленные с полупроводниковыми полимерами». Продвинутые материалы . 10 (17): 1431–1434. Bibcode : 1998adm .... 10.1431y . doi : 10.1002/(SICI) 1521-4095 (199812) 10:17 <1431 :: AID-ADMA1431> 3.0.CO; 2-4 .
- ^ Kaneko, Masao & Okura, Ichiro (2002). Фотокатализ: наука и техника Спрингер. ISBN 978-3-540-43473-3 .
- ^ Он, Жикай; Сяо, Бяо; Лю, Фэн; Ву, Хонгбин; Ян, Яли; Сяо, Стивен; Ван, Ченг; Рассел, Томас П.; Cao, Yong (2015-03-01). «Полимерные солнечные элементы с одним соединением с высокой эффективностью и фотоэлектрическим». Природа фотоника . 9 (3): 174–179. Bibcode : 2015napho ... 9..174H . doi : 10.1038/nphoton.2015.6 . S2CID 119702307 .
- ^ Залы JJM; и др. (1995). «Эффективные фотодиоды из интерпентрирующих полимерных сетей». Природа . 376 (6540): 498–500. Bibcode : 1995natur.376..498H . doi : 10.1038/376498a0 . S2CID 4336280 .
- ^ Серафин Бо, ред. (1979). Преобразование солнечной энергии: физические аспекты твердого состояния . Темы в прикладной физике. Тол. 31. doi : 10.1007/3-540-09224-2 . ISBN 978-3-540-35369-0 .
- ^ Сове, Женевьева; Фернандо, Рошан (2015-09-09). «Помимо фуллерена: проектирование альтернативных акцепторов молекулярных электронов для обработки раствора, а также органическая фотоэлектрическая фотоэлектрическая система». Журнал писем физической химии . 6 (18): 3770–3780. doi : 10.1021/acs.jpclett.5b01471 . PMID 26722869 .
- ^ Пандей, Рича; Холмс, Рассел Дж. (2010). «Органические фотоэлектрические клетки на основе непрерывно градуированных донорно -акцепторных гетеропереходов». IEEE Журнал отдельных тем в квантовой электронике . 16 (6): 1537–1543. Bibcode : 2010ijstq..16.1537p . doi : 10.1109/jstqe.2010.2049256 . S2CID 41396369 .
- ^ «Органические фотоэлектрические солнечные элементы с использованием технологии градуированной гетеропереходы» . Университет Миннесоты .
- ^ Холмс, Рассел; Пандей, Рича (2010). «Органические фотоэлектрические клетки на основе непрерывно градуированных донорно -акцепторных гетеропереходов». IEEE Журнал отдельных тем в квантовой электронике . 16 (6): 7. Bibcode : 2010ijstq..16.1537p . doi : 10.1109/jstqe.2010.2049256 . S2CID 41396369 .
- ^ Glöcklhofer, Флориан; Люмми, Даниэль; Kohlstädt, Markus; Юрченко, Олена; Вюрфель, Ули; Фрёлих, Йоханнес (2015). «На пути к непрерывному соединению (CJ) органические электронные устройства: быстрая и чистая модификация постполимеризации путем окисления с использованием диметидиоксирана (DMDO)». Реактивные и функциональные полимеры . 86 : 16–26. BIBCODE : 2015RFPOL..86 ... 16G . doi : 10.1016/j.reactfunctpolym.2014.10.006 . HDL : 10044/1/87961 .
- ^ Кларк, Трейси М.; Баллантайн, Эми М.; Нельсон, Дженни; Брэдли, Донал, округ Колумбия; Даррант, Джеймс Р. (2008). «Управление свободной энергией фотогенерации заряда в солнечных элементах политиофена/фуллерена: влияние термического отжига на смеси P3HT/PCBM». Усовершенствованные функциональные материалы . 18 (24): 4029. DOI : 10.1002/ADFM.200800727 . S2CID 96860273 .
- ^ Сюй, Чжэн; Чен, Ли-Мин; Ян, Гуанвен; Хуан, Чун-Хао; Хоу, Цзяньхуи; Ву, Юэ; Ли, банда; HSU, Chain-Shu; Ян, Ян (2009). «Разделение вертикальной фазы в поли (3-хексилтиофен): производные фуллерена и его преимущество для инвертированных структурных солнечных элементов» (PDF) . Усовершенствованные функциональные материалы . 19 (8): 1227. doi : 10.1002/adfm.200801286 . S2CID 9366182 .
- ^ Ван Бавель, Светлана; Сурти, Эрван; De с, gijsbertus; Фролики, Кай; Loos, Joachim (2009). «Соотношение между фотоактивной толщиной слоя, 3D-морфологией и характеристиками устройства в солнечных элементах P3HT/PCBM объема-гетероперехода». Макромолекулы . 42 (19): 7396. Bibcode : 2009mal..42.7396v . doi : 10.1021/ma900817t .
- ^ Трошин, Павел А.; Хоппе, Харальд; Ренц, Йоахим; Эггингер, Мартин; Mayorova, Julia Yu.; Goryachev, Andrey E.; Перегудов, Александр С.; Lyubovskaya, Rimma n.; Гобш, Герхард; Sariciftci, N. Serdar; Разумов, Владимир Ф. (2009). «Растворимость материала-фотоволтаические отношения производительности при разработке новых производных фуллерена для солнечных элементов объемного гетероперехода» (PDF) . Усовершенствованные функциональные материалы . 19 (5): 779. doi : 10.1002/adfm.200801189 . S2CID 97354654 .
- ^ Jump up to: а беременный Муле, AJ & K. Meerholz (2008). «Контроль морфологии в смесях полимеров -фуфлярена» (PDF) . Продвинутые материалы . 20 (2): 240. Bibcode : 2008Adm .... 20..240M . doi : 10.1002/adma.200701519 . S2CID 137313225 . Архивировано из оригинала (PDF) 2014-09-03 . Получено 2017-02-26 .
- ^ Данг, Мин Трунг; Wantz, Гийом; Bejbouji, Habiba; Уриен, Матье; Dautel, Olivier J.; Виньяу, Лоуренс; Хирш, Лайонел (2011). «Полимерные солнечные элементы на основе P3HT: PCBM: Роль кастингового растворителя». Солнечные энергетические материалы и солнечные элементы . 95 (12): 3408. Bibcode : 2011semsc..95.3408d . doi : 10.1016/j.solmat.2011.07.039 .
- ^ Нагарджуна, Гаввалапалли; Венкатараман, Дхандапани (2012). «Стратегии для контроля морфологий активного слоя в OPV» . Журнал полимерной науки, часть B: физика полимеров . 50 (15): 1045–1056. BIBCODE : 2012JPOSB..50.1045N . doi : 10.1002/polb.23073 .
- ^ Матиас А. Рудерер и Питер Мюллер-Бушбаум (2011). «Морфология оптовых гетеропереходных пленок на основе полимеров для органических фотоэлектрических пленок». Мягкое вещество . 7 (12): 5482. Bibcode : 2011smat .... 7.5482r . doi : 10.1039/c0sm01502d .
- ^ Угощение, Нил Д.; Брэди, Майкл А.; Смит, Гордон; Тони, Майкл Ф.; Крамер, Эдвард Дж.; Хоукер, Крейг Дж.; Chabinyc, Michael L. (2011). «Внедрение PCBM и P3HT раскрывает смешиваемость в фотоэлектрически активной смеси». Усовершенствованные энергетические материалы . 1 (1): 82. Bibcode : 2011 Adenm ... 1 ... 82t . doi : 10.1002/aenm.201000023 . S2CID 153383 . ; Угощение, Нил Д.; Брэди, Майкл А.; Смит, Гордон; Тони, Майкл Ф.; Крамер, Эдвард Дж.; Хоукер, Крейг Дж.; Chabinyc, Michael L. (2011). «Коррекция: Интердиффузия PCBM и P3HT выявляет смешиваемость в фотоэлектрической активной смеси (Adv. Energy Mater. 2/2011)» . Усовершенствованные энергетические материалы . 1 (2): 145. doi : 10.1002/aenm.201190008 .
- ^ Козуб, Дерек Р.; Вахшури, Киараш; Орме, Лиза М.; Ван, Ченг; Hexemer, Александр; Гомес, Энрике Д. (2011). «Кристаллизация полимера частично смешиваемых смесей политиофена/фуллерена контролирует морфологию». Макромолекулы . 44 (14): 5722. Bibcode : 2011mamol..44.5722K . doi : 10.1021/ma200855r .
- ^ Джо, Джанг; Ким, Seok-soon; NA, Seok-in; Ю, Байнг-Кван; Ким, Донг-Ю (2009). «Эволюция морфологии, зависящая от времени путем отжига процессов на полимере: солнечные элементы смесиллевой смешивание». Усовершенствованные функциональные материалы . 19 (6): 866. doi : 10.1002/adfm.200800968 . S2CID 94880690 .
- ^ Коллинз, Брайан А.; Ганн, Элиот; Гиньярд, Льюис; Он, Сяоси; Макнил, Кристофер Р.; Аде, Харальд (2010). «Молекулярная смешиваемость смесей полимер -фуфлерена» (PDF) . Журнал писем физической химии . 1 (21): 3160. DOI : 10.1021/jz101276H . Архивировано из оригинала (PDF) 1 февраля 2022 года. Вспомогательная информация [ Постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Tremolet de Villers, Бертран; Тасон, Кристофер Дж.; Толберт, Сара Х.; Шварц, Бенджамин Дж. (2009). «Улучшение воспроизводимости солнечных элементов P3HT: PCBM путем контроля над границей PCBM/катода». Журнал физической химии c . 113 (44): 18978. Citeseerx 10.1.1.476.2064 . doi : 10.1021/jp9082163 .
- ^ Инь, W.; Dadmun, M. (2011). «Новая модель для морфологии органической фотоэлектрической фотоэлектрики P3HT/PCBM из небольшого рассеяния нейтронов: реки и потоки». ACS Nano . 5 (6): 4756–4768. doi : 10.1021/nn200744q . PMID 21563761 .
- ^ Jump up to: а беременный Форрест С.Р. (2004). «Путь к вездесущему и недорогим органическим электронным приборам на пластике». Природа . 428 (6986): 911–918. Bibcode : 2004natur.428..911f . doi : 10.1038/nature02498 . PMID 15118718 . S2CID 1099780 .
- ^ Нильссон, Сванте; Бернасик, Анджедж; Будковски, Андреж; Луны, Эллен (2007). «Морфология и фазовая сегрегация вращающихся пленок смесей полифлуорена/PCBM». Макромолекулы . 40 (23): 8291. Bibcode : 2007mamol..40.8291n . doi : 10.1021/ma070712a .
- ^ Лековер, Рэйчел; Уильямс, Николас; Маркович, Нина; Рейх, Даниэль Х.; Найман, Даниэль Q.; Кац, Говард Э. (2012). «Полимерные солнечные элементы следующего поколения: разработанный контроль межфазных переменных». ACS Nano . 6 (4): 2865–70. doi : 10.1021/nn301140w . PMID 22444948 .
- ^ Пиврикас, Альмантас; Neugebauer, Helmut; Sariciftci, Niyazi Serdar (2011). «Влияние обработки добавок на нано-морфологию и эффективность солнечных элементов с объемной связь: сравнительный обзор». Солнечная энергия . 85 (6): 1226. Bibcode : 2011soen ... 85.1226p . doi : 10.1016/j.solener.2010.10.012 .
- ^ Яо, Ян; Хоу, Цзяньхуи; Сюй, Чжэн; Ли, банда; Ян, Ян (2008). «Влияние смесей растворителя на разделение наноразмерного фазы в полимерных солнечных клетках» (PDF) . Усовершенствованные функциональные материалы . 18 (12): 1783. DOI : 10.1002/ADFM.200701459 . S2CID 982890 .
- ^ Ли, Jae Kwan; Ма, Ван Ли; Brabec, Christoph J.; Юэн, Джонатан; Луна, джи Солнце; Ким, Джин Янг; Ли, Кванги; Базань, Гильермо С.; Heeger, Alan J. (2008). «Обработка добавок для повышения эффективности от объемных гетеропереходных солнечных элементов». Журнал Американского химического общества . 130 (11): 3619–23. doi : 10.1021/ja710079w . PMID 18288842 .
- ^ Роджерс, Джеймс Т.; Шмидт, Кристин; Тони, Майкл Ф.; Базань, Гильермо С.; Крамер, Эдвард Дж. (2012). «Структурная структурная эволюция регулируемой адаптационной гетеропереходной солнечной батареи». Журнал Американского химического общества . 134 (6): 2884–7. doi : 10.1021/ja2104747 . PMID 22276735 .
- ^ Карр Хой Йи Хо; Ци Донг; Вешать инь; Winky Wing Ki Leung; Циндан Ян; Харрисон Ка Хин Ли; Sai Wing Tsang; Шу Конг SO (2015). «Влияние добавки растворителя на транспорт носителей в полимере: фулрененовые массовые гетеропереходные фотоэлектрические клетки» . Усовершенствованные материалы интерфейсы . 2 (12): N/A. doi : 10.1002/admi.201500166 . S2CID 53487971 .
- ^ Лян, Йонгье; Сюй, Чжэн; Ся, Цзянбин; Цай, Szu-Ting; Ву, Юэ; Ли, банда; Рэй, Клэр; Ю, Люпинг (2010). «Для светлого будущего - бульк -гетеропереходные полимерные солнечные элементы с эффективностью преобразования мощности 7,4%». Продвинутые материалы . 22 (20): E135–8. Bibcode : 2010Adm .... 22e.135L . doi : 10.1002/adma.200903528 . PMID 20641094 . S2CID 36190616 .
- ^ Ли, Вейвей; Чжоу, Йи; Виктор Андерссон, Б.; Mattias Andersson, L.; Томанн, Йи; Вейт, Клеменс; Твингстедт, Кристофер; Цинь, разрушение; Бо, Жишан; Inganäs, Olle; Вюрфель, Ули; Zhang, Fengling (2011). «Влияние добавки на производительность и установку на полке фотоэлектрических устройств HSX-1/PCBM» . Органическая электроника . 12 (9): 1544. DOI : 10.1016/j.orgel.2011.05.028 .
- ^ Ван Франекар, Якобус; Турбиз, Матье; Ли, Вейвей; Wienk, Martijn; Янссен, Рене (6 февраля 2015 г.). «Исследование в реальном времени преимуществ совместно-дозащитных в полимерных солнечных батаречных обработке» (PDF) . Природная связь . 6 : 6229. Bibcode : 2015natco ... 6.6229v . doi : 10.1038/ncomms7229 . PMID 25656313 .
- ^ Beaujuge, Pm & Jmj Fréchet (2011). «Молекулярные эффекты проектирования и упорядочения в π-функциональных материалах для применения транзистора и солнечных элементов». Журнал Американского химического общества . 133 (50): 20009–29. doi : 10.1021/ja2073643 . PMID 21999757 .
- ^ Трошин, Павел А.; Кеппе, Роберт; Перегудов, Александр С.; Перегудова, Светлана М.; Эггингер, Мартин; Lyubovskaya, Rimma n.; Sariciftci, N. Serdar (2007). «Супрамолекулярная ассоциация пирролидинофуллеров, несущих хелатирующие пиридильные группы и цинк -фталоцианин для органических солнечных элементов». Химия материалов . 19 (22): 5363. DOI : 10.1021/CM071243U .
- ^ Tevis, Ian D.; Цай, Вэй-Вэнь; Палмер, Лиам С.; Айтун, Танер; Ступп, Самуил И. (2012). «Grooved Nanogire от самосборных молекул шпильки для солнечных элементов». ACS Nano . 6 (3): 2032–40. doi : 10.1021/nn203328n . PMID 22397738 .
- ^ Dössel, LF; Камм, Валентин; Говард, Ян А.; Laquai, Frédéric; Pisula, Wojciech; Фэн, Синьлан; Ли, Чен; Такасе, Масайоши; и др. (2012). «Синтез и контролируемая самосборка ковалентно связанных диад гекса-пепери-гексабензокоронен/перилен-димид в качестве моделей для изучения фундаментальной энергии и процессов переноса электронов». Журнал Американского химического общества . 134 (13): 5876–86. doi : 10.1021/ja211504a . PMID 22394147 .
- ^ Мианиши, Шоджи; Чжан, Юэ; Таджима, Кейсуке; Hashimoto, Kazuhito (2010). «Фулренен прикрепил все полупроявляющие диблочные сополимеры для стабильных однокомпонентных полимерных солнечных элементов». Химическая связь . 46 (36): 6723–5. doi : 10.1039/c0cc01819h . PMID 20717605 .
- ^ Сари, Николас; Ричард, Фанни; Брохон, Кирилл; Леклерк, Николас; ЛеВек, Патрик; Audinot, Жан-Николас; Берсон, Соленен; Хейзер, Томас; и др. (2010). «Новый супрамолекулярный маршрут для использования сополимеров с палочкой в фотоэлектрических приложениях» в фотоэлектрических приложениях » (PDF) . Продвинутые материалы . 22 (6): 763–8. BIBCODE : 2010APS..MAR.C1002M . doi : 10.1002/adma.200902645 . PMID 20217786 . S2CID 205234659 .
- ^ Лин, Инг; Лим, Юнг Ах; Вэй, QINSHUO; Маннсфельд, Стефан CB; Брисено, Алехандро Л.; Уоткинс, Джеймс Дж. (2012). «Кооперативная сборка смесей водорода, связанных с диблоком сополитиофена/фуллерена для фотоэлектрических устройств с четко определенными морфологиями и повышенной стабильностью». Химия материалов . 24 (3): 622. doi : 10.1021/cm203706h .
- ^ Topham, Paul D.; Парнелл, Эндрю Дж.; Hiorns, Roger C. (2011). «Блок -стратегии сополимера для технологии солнечных батарей». Журнал полимерной науки, часть B: физика полимеров . 49 (16): 1131. Bibcode : 2011jposb..49.1131t . doi : 10.1002/polb.22302 .
- ^ Баррау, Софи; Хейзер, Томас; Ричард, Фанни; Брохон, Кирилл; Нгов, Чхенг; Ван де Вернинг, Карин; Hadziioannou, Жорж; Anokhin, Denis v.; Иванов, Димитрий А. (2008). «Самосбор новых фуллерена, привитых донор-акцепторных сополимеров стержня-койка». Макромолекулы . 41 (7): 2701. Bibcode : 2008mal..41.2701b . doi : 10.1021/ma7022099 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый ; , СИА Синьуань 10.1039 . c0jm02406f /
- ^ Ван, Сянджун; Перзон, Эрик; Дельгадо, Хуан Луис; де ла Круз, Пилар; Чжан, Фенглинг; Ланга, Фернандо; Андерссон, маты; Inganäs, Olle (2004-11-22). «Инфракрасный фототокольный спектральный отклик от пластикового солнечного элемента с полифлюренам и производным фуллерена с низким диапазоном» . Прикладные физические буквы . 85 (21): 5081–5083. Bibcode : 2004Apphl..85.5081W . doi : 10.1063/1.1825070 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Бетанкур, Рафаэль; Ромеро-Гомес, Пабло; Мартинес-Отеро, Альберто; Элиас, Ксавье; Maymó, Marc; Марторелл, Джорди (декабрь 2013 г.). «Прозрачные полимерные солнечные элементы с использованием многоуровневой архитектуры защелачивания». Природа фотоника . 7 (12): 995–1000. Bibcode : 2013napho ... 7..995b . doi : 10.1038/nphoton.2013.276 . ISSN 1749-4885 . S2CID 16747502 .
- ^ Jump up to: а беременный Ромеро-Гомес, Пабло; Пасторелли, Франческо; Mantilla-Pérez, Paola; Мариано, Марина; Мартинес-Отеро, Альберто; Элиас, Ксавье; Бетанкур, Рафаэль; Марторелл, Джорди (2015-02-16). «Полу-транспарный полимер Солнечные элементы» . Журнал фотонии для энергии . 5 (1): 057212. DOI : 10.1117/1.JPE.5.057212 . HDL : 2117/107388 . ISSN 1947-7988 .
- ^ Jump up to: а беременный Чен, Чун-Чао; Ду, letian; Чжу, Руи; Чунг, Чунг-Хеуй; Песня, цз-бин; Чжэн, Юэ Бинг; Ястребы, Стив; Ли, банда; Вайс, Пол С.; Ян, Ян (2012-08-28). «Явно прозрачные полимерные солнечные элементы, продуцируемые обработкой растворов». ACS Nano . 6 (8): 7185–7190. doi : 10.1021/nn3029327 . ISSN 1936-0851 . PMID 22789123 .
- ^ Jump up to: а беременный Чен, Кунг-Ших; Салинас, Хосе-Франциско; Yip, hin-lap; Хуо, Лиджун; Хоу, Цзяньхуи; Джен, Алекс К.-Ю. (2012). «Полупрозрачные полимерные солнечные элементы с 6% PCE, среднее значение видимого пропускания 25% и индекс цветового рендеринга, близкого к 100, для применений для генерации мощности». Энергетическая и экологическая наука . 5 (11): 9551. DOI : 10.1039/C2EE22623E . ISSN 1754-5692 .
- ^ Маркус, Дженнифер (20 июля 2012 г.). «Ученые создают очень прозрачные солнечные элементы для окон, которые генерируют электричество» . Phys.org . Получено 2012-07-23 .
- ^ Чжоу, Эрджун; Накано, Масахиро; Изава, Сейичиро; Конг, Джунзи; Осака, ITU; Такимия, Казуо; Таджима, Кейсус (18 августа 2014 г.). «Всеполимерные солнечные батареи с высоким откликом в ближнем инфракрасном положении, основанный на сополимере нафтодхиофена (NDTI)» ACS Macro Lett 3 (9): 872–8 Doi : 10.1021/mz5004272 . PMID 3596351
- ^ Ван, Вэй; Ян, Сенки; Лау, Цз-ки; Ван, Цзяю; Лю, Куан; Фанат, Ян; Лу, Синьхуй; Zhan, Xiaowei (2017). «Переплаченный гексациклический акцептор нефуллерена с сильным вблизи инфракрасного поглощения для полупрозрачных органических солнечных элементов с эффективностью 9,77%». Продвинутые материалы . 29 (31): 1701308. Bibcode : 2017Adm .... 2901308W . doi : 10.1002/adma.201701308 . PMID 28608531 . S2CID 205280045 .
- ^ Jump up to: а беременный в Дейбел, Карстен; Дьяконов, Владимир (2010-09-01). «Полимер -флереневые массовые гетеропереходные солнечные элементы». Отчеты о прогрессе в физике . 73 (9): 096401. Arxiv : 1003.0359 . Bibcode : 2010rpph ... 73i6401d . doi : 10.1088/0034-4885/73/9/096401 . ISSN 0034-4885 . S2CID 118855668 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон Хоппи, Орда; Saricifci, Nurish Serckar (июль 2004 г.). «Органические солнечные элементы: обзор» Журнал Материал Исследования . 19 (7): 1924–1 Bibcode : 2004jmtr..19.1924H doi : 10.1557/jmr . ISSN 0884-2 22455511S2CID
- ^ ; Rongming , XUE
- ^ Jump up to: а беременный Го, Сюганг; Чжоу, Нанкия; Лу, Сильвия; Смит, Джереми; Тайс, Даниэль; Хеннек, Джонатан; Ортис, Роцио; Лопес Наваррет, Хуан; Ли, Шуё; Стрзалка, Джозеф; Чен, Лин; Чанг, Роберт; Факшетти, Антонио; Марки, Тобин (11 августа 2013 г.). «Полимерные солнечные элементы с усиленными коэффициентами заполнения». Природа фотоника . 7 (10): 825. Bibcode : 2013napho ... 7..825g . doi : 10.1038/nphoton.2013.207 . S2CID 15817634 .
- ^ Для аналогичного графика, см.: Хоппе, Харальд; Sariciftci, N. Serdar (2008). «Полимерные солнечные клетки». Фотореактивные полимеры II . С. 1–86 (4). doi : 10.1007/12_2007_121 . ISBN 978-3-540-69452-6 .
- ^ Кевин Буллис. Массовое производство пластиковых солнечных элементов , журнал Technology Review , 17 октября 2008 г.
- ^ Кребс, Фредерик; Тромхолт, Томас; Джёргенсен, Миккель (4 мая 2010 г.). «Выполнение изготовления солнечных элементов полимера с использованием полной обработки рулона». Наноразмерный . 2 (6): 873–86. Bibcode : 2010nanos ... 2..873k . doi : 10.1039/b9nr00430k . PMID 20648282 .
- ^ Jump up to: а беременный Маккензи, Родерик CI; Шаттл, Кристофер Г.; Chabinyc, Michael L.; Нельсон, Дженни (2012). «Извлечение параметров микроскопического устройства из переходных измерений фототока солнечных элементов P3HT: PCBM». Усовершенствованные энергетические материалы . 2 (6): 662. Bibcode : 2012adenm ... 2..662m . doi : 10.1002/aenm.201100709 . S2CID 98547540 .
- ^ Chiu, SW; Лин, Ли; Лин, HW; Чен, да; Хуан, Зи; Лин, YT; Лин, Ф.; Лю, да; Вонг, К.Т. (2012). «Молекула донор-акцептор-акцептор для органических солнечных клеток, обработанных вакуумом, с эффективностью преобразования мощности 6,4%». Химическая связь . 48 (13): 1857–9. doi : 10.1039/c2cc16390j . PMID 22167175 .
- ^ Ли, бин; Ван, Лидуо; Кан, Бонан; Ван, Пэн; Цю, Юн (2006). «Обзор недавнего прогресса в твердотельных чувствительных к красителям солнечных элементам». Солнечные энергетические материалы и солнечные элементы . 90 (5): 549–573. Bibcode : 2006semsc..90..549l . doi : 10.1016/j.solmat.2005.04.039 .
- ^ Mihailetchi, Vd; Xie, HX; de Boer, B.; Костер, LJA; Blom, PWM (2006-03-20). «Транспортировка заряда и генерация фототока в поли (3-гексилтиофен): метанофулленевые солнечные элементы с объемным гетеропереходом» (PDF) . Усовершенствованные функциональные материалы . 16 (5): 699–708. doi : 10.1002/adfm.200500420 . HDL : 11370/AA761002-7F50-41E4-B6CB-8C908610ACCD . S2CID 55436282 .
- ^ Bartelt, Jonathan A.; Лам, Дэвид; Берк, Тимоти М.; Sweetnam, Sean M.; McGehee, Michael D. (2015-08-01). «Требования к мобильности заряда для солнечных элементов с высокой гетеропереходом с высоким коэффициентом заполнения и внешней квантовой эффективностью> 90%». Усовершенствованные энергетические материалы . 5 (15): 1500577. Bibcode : 2015adenm ... 500577b . doi : 10.1002/aenm.201500577 . S2CID 14735539 .
- ^ Peumans P, et al. (2003). «Эффективные объемные гетеропереходные фотоэлектрические клетки с использованием маломолекулярных органических тонких пленок». Природа . 425 (6954): 158–162. Bibcode : 2003natur.425..158p . doi : 10.1038/nature01949 . PMID 12968174 . S2CID 4361523 .
- ^ Парк, Юнсеок; Вандевар, Коэн; Лео, Карл (2018-07-05). «Оптическая инфекция в органических солнечных элементах». Небольшие методы . 2 (10): 1800123. DOI : 10.1002/smtd.201800123 . ISSN 2366-9608 . S2CID 139574649 .
- ^ Ким, Юн Хён; Сахз, Кристоф; Мачала, Майкл Л.; Мэй, христианин; Мюллер-Мескамп, Ларс; Лео, Карл (2011-03-22). «Высокопроводящий PEDOT: PSS-электрод с оптимизированным растворителем и термическим пост-лечением для органических солнечных элементов без ITO». Усовершенствованные функциональные материалы . 21 (6): 1076–1081. doi : 10.1002/adfm.201002290 . ISSN 1616-3028 . S2CID 136583700 .
- ^ Парк, Юнсеок; Борманн, Людвиг; Мюллер-Мескамп, Ларс; Вандевар, Коэн; Лео, Карл (2016-09-01). «Эффективная гибкая органическая фотоэлектрика с использованием серебряных нанопроволоков и прозрачных электродов на основе полимеров» . Органическая электроника . 36 : 68–72. doi : 10.1016/j.orgel.2016.05.032 .
- ^ Калтенбруннер, Мартин; Белый, Мэтью С.; Гловацки, Эрик Д.; Sekitani, Tsuyoshi; Someya, Takao; Sariciftci, Niyazi Serdar; Bauer, Siegfried (2012-04-03). «Ультратонкие и легкие органические солнечные элементы с высокой гибкостью» . Природная связь . 3 : 770. BIBCODE : 2012NATCO ... 3..770K . doi : 10.1038/ncomms1772 . ISSN 2041-1723 . PMC 3337988 . PMID 22473014 .
- ^ Парк, Юнсеок; Мюллер-Мескамп, Ларс; Вандевар, Коэн; Лео, Карл (2016-06-20). «PEDOT: PSS со встроенными наночастицами TIO2 в качестве электрода ласкания света для органической фотоэлектрики» . Прикладные физические буквы . 108 (25): 253302. BIBCODE : 2016Apphl.108y3302p . doi : 10.1063/1.4954902 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Парк, Юнсеок; Бергер, Яна; Уилл, Пол-Антон; Soldera, Marcos; Глатц, Бернхард; Мюллер-Мескамп, Ларс; Таретто, Курт; Фери, Андреас; Лазагни, Андрес Фабиан (2016-01-01). Кафафи, Закья Х ; Лейн, Пол А; Самуил, Ифир Д. В (ред.). «Световой ловушку для гибкой органической фотоэлектрической фотоэлектрики». Органическая фотоэлектрическая фотоэлектрика XVII . 9942 : 994211–994211–9. Bibcode : 2016spie.9942e..11p . doi : 10.1117/12.2229582 . S2CID 138521932 .
- ^ Парк, Юнсеок; Бергер, Яна; Тан, Чжэн; Мюллер-Мескамп, Ларс; Лазагни, Андрес Фабиян; Вандевар, Коэн; Лео, Карл (2016-08-29). «Гибкие, легкие подложки для органических фотоэлектрических» . Прикладные физические буквы . 109 (9): 093301. BIBCODE : 2016Apphl.109I3301P . doi : 10.1063/1.4962206 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Мюллер-Мескамп, Ларс; Ким, Юн Хён; Рох, Теджа; Хофманн, Симона; Шольц, Рейнхард; Экардт, Себастьян; Лео, Карл; Лазагни, Андрес Фабиан (2012-02-14). «Повышение эффективности органических солнечных элементов путем изготовления периодических текстур поверхности с использованием паттерна прямых лазерных интерференций». Продвинутые материалы . 24 (7): 906–910. Bibcode : 2012adm .... 24..906m . doi : 10.1002/adma.201104331 . ISSN 1521-4095 . PMID 22403830 . S2CID 19890510 .
- ^ Парк, Юнсеок; Нем, Фредерик; Мюллер-Мескамп, Ларс; Вандевар, Коэн; Лео, Карл (2016-05-16). «Оптическая демонстрация пленка как гибкая и легкая подложка для органической фотоэлектрической фотоэлектрики» . Optics Express . 24 (10): A974-80. Bibcode : 2016oexpr..24a.974p . doi : 10.1364/OE.24.00A974 . ISSN 1094-4087 . PMID 27409970 .
- ^ Бейли, Зак М.; McGehee, Michael D. (2012). «Моделирование недорогих гибридных тандемных фотоэлектриков с возможностью эффективности превышает 20%». Энергетическая и экологическая наука . 5 (11): 9173. DOI : 10.1039/C2EE23073A .
- ^ Margulis, George Y.; Кристофоро, М. Грейсон; Лам, Дэвид; Бейли, Зак М.; Боуринг, Андреа Р.; Бейли, Колин Д.; Саллео, Альберто; McGehee, Michael D. (2013-12-01). «Осаждение распылений электродов серебряной нанопроволоки для полупрозрачных твердотельных чувствительных солнечных элементов». Усовершенствованные энергетические материалы . 3 (12): 1657–1663. Bibcode : 2013Adenm ... 3.1657M . doi : 10.1002/aenm.201300660 . S2CID 8781905 .
- ^ Виджай, Венугопалан; Рао, Арун Д.; Нараян, KS (2011-04-15). « Исследования in situ , зависящих от штамма, транспортных свойств проводящих полимеров на эластомерных субстратах» . Журнал прикладной физики . 109 (8): 084525–084525–6. Bibcode : 2011jap ... 109h4525v . doi : 10.1063/1.3580514 . ISSN 0021-8979 .
- ^ Брунер, Кристофер; Миллер, Николь С.; МакГи, Майкл Д.; Dauskardt, Reinhold H. (2013-01-17). «Молекулярная интеркаляция и сплоченность органических массовых гетеропереходных фотоэлектрических устройств» . Усовершенствованные функциональные материалы . 23 (22): 2863–2871. doi : 10.1002/adfm.201202969 . ISSN 1616-301X . S2CID 93941136 .
- ^ Брунер, Кристофер; Dauskardt, Reinhold (2014-01-24). «Роль молекулярной массы в свойствах механического устройства органических полимерных солнечных элементов» . Макромолекулы . 47 (3): 1117–1121. Bibcode : 2014mamol..47.1117b . doi : 10.1021/ma402215j . ISSN 0024-9297 .
- ^ Бренд, Vitali; Брунер, Кристофер; Dauskardt, Reinhold H. (апрель 2012 г.). «Сплоченность и надежность устройства в органических массовых гетеропереходных фотоэлектрических клетках» . Солнечные энергетические материалы и солнечные элементы . 99 : 182–189. BIBCODE : 2012SEMSC..99..182B . doi : 10.1016/j.solmat.2011.11.035 . ISSN 0927-0248 .
- ^ Стаффорд, Кристофер М.; Харрисон, Кристофер; Пиво, Кэтрин Л.; Карим, Аламгир; Амис, Эрик Дж.; Vanlandingham, Mark R.; Ким, Хо-Шеол; Вольксен, Уилли; Миллер, Роберт Д.; Simonyi, Eva E. (2004-07-11). «Метрология на основе измерения измерения эластичных модулей полимерных тонких пленок» . Природные материалы . 3 (8): 545–550. Bibcode : 2004natma ... 3..545s . doi : 10.1038/nmat1175 . ISSN 1476-1122 . PMID 15247909 . S2CID 6413911 .
- ^ Чой, Джунхьонг; Ким, Вансн; Ким, Сеонха; Ким, Тэк Су; Ким, Бумджун Дж. (2019). «Влияние акцепторного типа и полимерной молекулярной массы на механические свойства полимерных солнечных клеток». Химия материалов . 31 (21): 9057–9069. doi : 10.1021/acs.chemmater.9b03333 . S2CID 208694659 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Ян, он; Факшетти, Антонио; Го, Сюганг; Тан, Хьюи Шуан; Чжан, Цзянкуан (сентябрь 2018 г.). «Материальное понимание и проблемы для нефлерена органических солнечных элементов на основе мелких молекулярных акцепторов». Природа энергия . 3 (9): 720–731. Bibcode : 2018naten ... 3..720Z . doi : 10.1038/s41560-018-0181-5 . ISSN 2058-7546 . S2CID 189046590 .
- ^ Liu, Qishi . ) ;
- ^ Чен, Хэйян; ; C. Jiri
- ^ Солнце, Руи; Ву, Яо; Ян, Синронг; Гао, Юань; Чен, Зенг; Ли, Кай; Qiao, jiawei; Ван, Дао; Го, Цзин; Лю, Чао; Хао, Сяотао; Чжу, Хайминг; Мин, Цзе (апрель 2022 г.). «Органические солнечные элементы с одним соединением с эффективностью 19,17%, обеспечиваемой одним асимметричным гостевым акцептором». Продвинутые материалы . 34 (26): E2110147. Bibcode : 2022adm .... 3410147S . doi : 10.1002/adma.202110147 . PMID 35438225 . S2CID 248242142 .
- ^ Jump up to: а беременный в Коллинз, Самуил Д.; Ran, Niva A.; Хейбер, Майкл С.; Нгуен, Тук-Киен (май 2017 г.). «Небольшой мощный: недавний прогресс в солнечных элементах малых молекул, обработанных раствором». Усовершенствованные энергетические материалы . 7 (10): 1602242. Bibcode : 2017Adenm ... 702242c . doi : 10.1002/aenm.201602242 . S2CID 125931498 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Электронные процессы в органических кристаллах и полимерах, 2 изд. Мартин Папа и Чарльз Э. Свенберг, Oxford University Press (1999), ISBN 0-19-512963-6
- Органическая фотоэлектрика Кристофа Брубека, Владимира Дьяконов, Юргена Паризи и Ниязи Сердар Сарициффи (ред.), Springer Verlag (Berlin, 2003), ISBN 3-540-00405-X
- Органическая фотоэлектрическая фотоэлектрика: механизмы, материалы и устройства (оптическая инженерия) Сэм-Шадзин Сан и Ниязи Сердар Sariciftci (Eds.), CRC Press (2005), ISBN 0-8247-5963-X
- Справочник по органической электронике и фотонике (набор 3-объема) Хари Сингха Налва, американских научных издателей. (2008), ISBN 1-58883-095-0
- Грин, Мартин А.; Эмери, Кит; Хишикава, Йошихиро; Warta, Wilhelm (2010). «Таблицы эффективности солнечных элементов (версия 36)» . Прогресс в фотоэлектрической форме: исследования и приложения . 18 (5): 346–352. doi : 10.1002/pip.1021 .
- Sariciftci, NS; Smilowitz, L.; Хигер, AJ; Вудл Ф. (1992). «Фотоиндуцированный перенос электрона от проведения полимеров на Bucminsterfullerene». Наука . 258 (5087): 1474–1476. Bibcode : 1992sci ... 258.1474s . doi : 10.1126/science.258.5087.1474 . PMID 17755110 . S2CID 44646344 .
- NS sariciftci, AJ Heeger, фотофизика, разделение заряда и применение устройств сопряженных полимерных/фуллеренных композитов, в Справочнике органических проводящих молекул и полимеров , под редакцией Hsnalwa, 1 , Wiley, Chichester, New York, 1997, Ch. 8, стр. 413–455
- Кристоф Дж. Брабек 11 Нет: 1, с. 15–26 (2001)
- Майер, Алекс С.; Скалли, Шон Р.; Хардин, Брайан Э.; Rowell, Michael W.; МакГихи, Майкл Д. (2007). «Солнечные элементы на основе полимеров» . Материалы сегодня . 10 (11): 28–33. doi : 10.1016/s1369-7021 (07) 70276-6 .
- H. Hoppe и NS sariciftci, полимерные солнечные элементы, с. 1–86, в PhotoResponsive Polymers II, Eds.: SR Marder и K.-S. Ли, достижения в области полимерной науки, Springer, ISBN 978-3-540-69452-6 , Berlin-Heidelberg (2008)
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- «Электронный» спин 'ключ к прорыву солнечного элемента " (Кембриджский университет)
- http://search.nrel.gov/query.html?qm=1&charset=utf-8&style=eere&col=eren&qc=eren&ht=815081754&ct=345728017 [ Постоянная мертвая ссылка ]
- Лиос - Институт органических солнечных батарей Линца, Университет Йоханнеса Кеплер Линц, Австрия
- Сколько Manyol 1998